在智慧城市建设中地理信息系统扮演怎样角色？

发布日期：2018-12-27 00:00 浏览量：11708

在网络化、信息化快速发展的今天，城市规模不断扩大，采用碎片化的分割管理模式的缺陷更加突出，既妨碍了效能的实现、加大了协调的成本，又阻碍了建设，也给公众办事带来诸多的不便。智慧城市建设就是通过信息技术在新型城镇化的规划和建设、管理和运行、生产和生活等各方面全方位的嵌入、渗透和应用，提升城镇化发展水平，推动产业转型升级和政府行政效能大幅提升，它在城镇化推进的过程中扮演着越来越重要的角色。

智慧城市概述

智慧城市就是数字城市的智能化，是数字城市功能的延伸、拓展和升华，通过物联网把数字城市与物理城市无缝连接起来，利用云计算和网格计算技术对实时感知数据进行快速协同处理，并提供智能化服务，提升人们对城市的感知能力、逻辑思维能力、自学习与自适应能力和行为决策能力。

智慧城市的核心包括：

①感知化、互联化、协同化和智能化；

②通过互联网实现感知数据的智能传输和存储，将多源异构数据整合为一致性数据，实现全城域数据关联，构建智慧的数据基础设施；

③基于云计算这种新的服务模式，充分利用和调动现有一切信息资源，通过构架一个新型的服务模式或一种新的能提供服务的系统结构，解决多源异构海量数据的处理问题;

④利用大数据技术对实时感知数据进行快速和协同处理，对海量感知数据进行并行处理，实现数据挖掘与知识发现。

智慧城市的关键技术

1、基于物联网的信息实时感知互联技术

处不在的智能传感器可以对物理城市实现全面、综合的感知，并对城市运行核心系统进行实时感测，从而智能地获取物理城市的各种信息。

2、基于云计算的多源数据关联和业务协同

云计算解决了搭建信息资源关联交流平台和信息孤岛的问题。。基于城市地理空间数据集和城市基础数据集，依次构建规划、土地管理、房产、环境、水务、生态、旅游、公安、交通、消防、人防、地震、气象和地下管网等专题数据，使城市空间数据、基础数据和各种专题数据实现空间和时间上的统一，并基于地址实现有机关联，成为一个整体。

3、基于大数据的数据挖掘与智能分析技术

智慧城市的建设必然产生大数据，而大数据的应用又反过来推进智慧城市的建设。运用并行处理技术对海量感知数据进行处理，对统计数据进行实时动态的可视化分析，依据数据、信息、知识、智能的一体化知识转换原理，为人们提供各种不同层次、不同要求的决策知识。

地理信息科学的形成

地理信息科学是关于地理信息的本质特征和运动规律的一门学科，是近40年来新兴的一门集地理学、计算机、遥感技术和测绘学于一体的边缘学科。地理信息科学的形成与发展经历了计算机辅助地图制图、地理信息系统、地理信息服务和地理信息科学不同的发展路径。

1。以地图制图为目的的数字地图制图

早期地图数字化的主要驱动力是地图制图，地图数据由某一特定比例尺的地图经数字化产生，以相应的图式和规范为标准，依然保留着地图的各项特征。地图数据强调可视化，忽略了实体的空间关系。

2。以应用分析为目的的地理信息系统

几乎与计算机制图同时，人们开始利用计算机收集、存储和处理各种与地理空间分布有关的属性数据，并希望通过计算机对数据进行分析以直接为管理和决策服务。

3。以多技术集成构建地理信息服务

地理信息服务是将实时空间定位技术(惯性导航定位、无线电定位导航、GPS、北斗和移动通讯定位和室内定位)、网络地理信息系统、移动无线通讯技术(无线电专网、蜂窝移动通讯和卫星通讯)、计算机网络通信技术和数据库技术等现代高新技术有机地集成在一起，实现了地理信息收集、处理、管理、传输和分析应用的网络化，并在网络环境下为地理信息用户提供实时、高精度和区域乃至全球的多尺度地理信息，对移动目标实现实时、动态跟踪和导航定位服务的系统。地图数据和地理数据共同支撑了地理信息服务。

4。以多学科融合形成地理信息学科

随着地理信息系统应用的不断深入，人们开始关注地理信息表达的合理性、地理建模分析的科学性以及地理信息系统技术的智能性。在其发展过程中，以测绘为基础，以数据库为储存和检索的地理数据，以计算机编程为平台逐步完善了地理信息的获取、处理、存储、管理、提取、可视化和分析等技术体系，使地理信息学科不仅包含了现代测绘科学的所有内容，且研究范围较之现代测绘学更加广泛。

地理信息科学在智慧城市建设中的地位和作用

地理信息科学在智慧城市建设中的地位和作用主要表现在以下几个方面：

1、地理科学是智慧城市的理论支撑之一

地理信息科学从信息流的角度研究地球表层自然要素与人文要素的相互作用及其时空变化规律，通过对地表各圈间信息的形成和变化机制及传输规律进行研究，揭示地理信息的发生和形成及其相互作用机理。为了控制和调节城市系统的物质流、能量流和人流等社会化指标，利用和发展数学工具对其进行分析和推理，获得对城市事物运动机理的认知，从而达到预测和控制事物运动的目的，解决城市发展人口、住宅、就业、交通、治安、环境和经济产业等问题。

2、地理信息科学是多学科的融合和综合

理信息系统描述和管理的对象是地理。地理信息科学的应用涉及城市、区域、土地、灾害、资源、环境、交通、水利(水务)、农业、产业、人口、文化、卫生、治安、住房、城管、基础设施和规划管理等领域的政府部门、企业规划、物流和大众出行服务。

3、天空地遥感是感知城市环境变化的主要手段

天空地遥感感知在智慧城市中的主要功能是识别物体和采集信息，用于解决人类世界和物理世界的数据获取问题。采用传感器技术、条形码技术、智能终端(智能手机、平板电脑、智能电视和智能卡等)、RFID技术、影像采集、卫星遥感、无人飞机摄影以及车载/机载三维激光雷达等实现对城市范围内人、事件、基础设施、环境和建筑等方面元素的实时动态识别和信息采集。

4、地理信息系统是智慧城市的核心软件支撑

在智慧城市建设中，运用地理信息系统手段对城市进行多尺度、多时空和多种类的数据描述。在越来越多的智慧城市实践中，空间信息和以此为基础建立的空间信息共享、协同平台，以及由此衍生的空间信息服务生态体系已成为智慧城市建设的核心支撑之一。