在智慧城市建設中地理信息系統(tǒng)扮演怎樣角色？

發(fā)布日期：2018-12-27 00:00 瀏覽量：14479

在網(wǎng)絡化、信息化快速發(fā)展的今天，城市規(guī)模不斷擴大，采用碎片化的分割管理模式的缺陷更加突出，既妨礙了效能的實現(xiàn)、加大了協(xié)調(diào)的成本，又阻礙了建設，也給公眾辦事帶來諸多的不便。智慧城市建設就是通過信息技術在新型城鎮(zhèn)化的規(guī)劃和建設、管理和運行、生產(chǎn)和生活等各方面全方位的嵌入、滲透和應用，提升城鎮(zhèn)化發(fā)展水平，推動產(chǎn)業(yè)轉型升級和政府行政效能大幅提升，它在城鎮(zhèn)化推進的過程中扮演著越來越重要的角色。

智慧城市概述

智慧城市就是數(shù)字城市的智能化，是數(shù)字城市功能的延伸、拓展和升華，通過物聯(lián)網(wǎng)把數(shù)字城市與物理城市無縫連接起來，利用云計算和網(wǎng)格計算技術對實時感知數(shù)據(jù)進行快速協(xié)同處理，并提供智能化服務，提升人們對城市的感知能力、邏輯思維能力、自學習與自適應能力和行為決策能力。

智慧城市的核心包括：

①感知化、互聯(lián)化、協(xié)同化和智能化；

②通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的智能傳輸和存儲，將多源異構數(shù)據(jù)整合為一致性數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全城域數(shù)據(jù)關聯(lián)，構建智慧的數(shù)據(jù)基礎設施；

③基于云計算這種新的服務模式，充分利用和調(diào)動現(xiàn)有一切信息資源，通過構架一個新型的服務模式或一種新的能提供服務的系統(tǒng)結構，解決多源異構海量數(shù)據(jù)的處理問題;

④利用大數(shù)據(jù)技術對實時感知數(shù)據(jù)進行快速和協(xié)同處理，對海量感知數(shù)據(jù)進行并行處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)。

智慧城市的關鍵技術

1、基于物聯(lián)網(wǎng)的信息實時感知互聯(lián)技術

處不在的智能傳感器可以對物理城市實現(xiàn)全面、綜合的感知，并對城市運行核心系統(tǒng)進行實時感測，從而智能地獲取物理城市的各種信息。

2、基于云計算的多源數(shù)據(jù)關聯(lián)和業(yè)務協(xié)同

云計算解決了搭建信息資源關聯(lián)交流平臺和信息孤島的問題。。基于城市地理空間數(shù)據(jù)集和城市基礎數(shù)據(jù)集，依次構建規(guī)劃、土地管理、房產(chǎn)、環(huán)境、水務、生態(tài)、旅游、公安、交通、消防、人防、地震、氣象和地下管網(wǎng)等專題數(shù)據(jù)，使城市空間數(shù)據(jù)、基礎數(shù)據(jù)和各種專題數(shù)據(jù)實現(xiàn)空間和時間上的統(tǒng)一，并基于地址實現(xiàn)有機關聯(lián)，成為一個整體。

3、基于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘與智能分析技術

智慧城市的建設必然產(chǎn)生大數(shù)據(jù)，而大數(shù)據(jù)的應用又反過來推進智慧城市的建設。運用并行處理技術對海量感知數(shù)據(jù)進行處理，對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行實時動態(tài)的可視化分析，依據(jù)數(shù)據(jù)、信息、知識、智能的一體化知識轉換原理，為人們提供各種不同層次、不同要求的決策知識。

地理信息科學的形成

地理信息科學是關于地理信息的本質特征和運動規(guī)律的一門學科，是近40年來新興的一門集地理學、計算機、遙感技術和測繪學于一體的邊緣學科。地理信息科學的形成與發(fā)展經(jīng)歷了計算機輔助地圖制圖、地理信息系統(tǒng)、地理信息服務和地理信息科學不同的發(fā)展路徑。

1。以地圖制圖為目的的數(shù)字地圖制圖

早期地圖數(shù)字化的主要驅動力是地圖制圖，地圖數(shù)據(jù)由某一特定比例尺的地圖經(jīng)數(shù)字化產(chǎn)生，以相應的圖式和規(guī)范為標準，依然保留著地圖的各項特征。地圖數(shù)據(jù)強調(diào)可視化，忽略了實體的空間關系。

2。以應用分析為目的的地理信息系統(tǒng)

幾乎與計算機制圖同時，人們開始利用計算機收集、存儲和處理各種與地理空間分布有關的屬性數(shù)據(jù)，并希望通過計算機對數(shù)據(jù)進行分析以直接為管理和決策服務。

3。以多技術集成構建地理信息服務

地理信息服務是將實時空間定位技術(慣性導航定位、無線電定位導航、GPS、北斗和移動通訊定位和室內(nèi)定位)、網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)、移動無線通訊技術(無線電專網(wǎng)、蜂窩移動通訊和衛(wèi)星通訊)、計算機網(wǎng)絡通信技術和數(shù)據(jù)庫技術等現(xiàn)代高新技術有機地集成在一起，實現(xiàn)了地理信息收集、處理、管理、傳輸和分析應用的網(wǎng)絡化，并在網(wǎng)絡環(huán)境下為地理信息用戶提供實時、高精度和區(qū)域乃至全球的多尺度地理信息，對移動目標實現(xiàn)實時、動態(tài)跟蹤和導航定位服務的系統(tǒng)。地圖數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)共同支撐了地理信息服務。

4。以多學科融合形成地理信息學科

隨著地理信息系統(tǒng)應用的不斷深入，人們開始關注地理信息表達的合理性、地理建模分析的科學性以及地理信息系統(tǒng)技術的智能性。在其發(fā)展過程中，以測繪為基礎，以數(shù)據(jù)庫為儲存和檢索的地理數(shù)據(jù)，以計算機編程為平臺逐步完善了地理信息的獲取、處理、存儲、管理、提取、可視化和分析等技術體系，使地理信息學科不僅包含了現(xiàn)代測繪科學的所有內(nèi)容，且研究范圍較之現(xiàn)代測繪學更加廣泛。

地理信息科學在智慧城市建設中的地位和作用

地理信息科學在智慧城市建設中的地位和作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1、地理科學是智慧城市的理論支撐之一

地理信息科學從信息流的角度研究地球表層自然要素與人文要素的相互作用及其時空變化規(guī)律，通過對地表各圈間信息的形成和變化機制及傳輸規(guī)律進行研究，揭示地理信息的發(fā)生和形成及其相互作用機理。為了控制和調(diào)節(jié)城市系統(tǒng)的物質流、能量流和人流等社會化指標，利用和發(fā)展數(shù)學工具對其進行分析和推理，獲得對城市事物運動機理的認知，從而達到預測和控制事物運動的目的，解決城市發(fā)展人口、住宅、就業(yè)、交通、治安、環(huán)境和經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)等問題。

2、地理信息科學是多學科的融合和綜合

理信息系統(tǒng)描述和管理的對象是地理。地理信息科學的應用涉及城市、區(qū)域、土地、災害、資源、環(huán)境、交通、水利(水務)、農(nóng)業(yè)、產(chǎn)業(yè)、人口、文化、衛(wèi)生、治安、住房、城管、基礎設施和規(guī)劃管理等領域的政府部門、企業(yè)規(guī)劃、物流和大眾出行服務。

3、天空地遙感是感知城市環(huán)境變化的主要手段

天空地遙感感知在智慧城市中的主要功能是識別物體和采集信息，用于解決人類世界和物理世界的數(shù)據(jù)獲取問題。采用傳感器技術、條形碼技術、智能終端(智能手機、平板電腦、智能電視和智能卡等)、RFID技術、影像采集、衛(wèi)星遙感、無人飛機攝影以及車載/機載三維激光雷達等實現(xiàn)對城市范圍內(nèi)人、事件、基礎設施、環(huán)境和建筑等方面元素的實時動態(tài)識別和信息采集。

4、地理信息系統(tǒng)是智慧城市的核心軟件支撐

在智慧城市建設中，運用地理信息系統(tǒng)手段對城市進行多尺度、多時空和多種類的數(shù)據(jù)描述。在越來越多的智慧城市實踐中，空間信息和以此為基礎建立的空間信息共享、協(xié)同平臺，以及由此衍生的空間信息服務生態(tài)體系已成為智慧城市建設的核心支撐之一。