城市管理中地理信息系統的建立和應用研究

張彥 邵楠

（沈陽市勘察測繪研究院，遼寧 沈陽 110004）

0 引言

自21世紀以來，信息化、數字化在各個領域已經展現出了其無法取代的重要地位，當代經濟的發展也日益革新，朝著信息化發展。信息技術的迅速發展，改變了許多傳統行業的發展模式，重新塑造了新的生產方式，進一步加速了經濟全球化。作為一種有效的信息分析體系，地理信息系統(Geographic Information System,GIS)已經顯現出其不可替代的優勢。地理信息系統起源于20世紀60年代，主要利用計算機硬件技術，集數據采集、分析處理、管理輸出為一體，由地理、計算機、測繪、信息、環境、管理等學科組成的一門新興學科。它主要優點就是可以實現地理信息圖形化、可視化，因而獲取的信息內容也更加豐富、靈活。對于其存儲和處理的數據類型而言，空間數據可以反映地理事物空間位置的信息，而屬性數據則可以反映地理事物其它特征的信息，如城市人口、經濟總量等。進入新時期，管理理念也發生著巨大的變化，地理信息系統也慢慢被用于城市管理并體現了其無法替代的作用。城市管理中，需要涉及方方面面的內容，而且負責規劃與管理的各司其職，使用對象不盡相同。地理信息系統的使用者中不僅有政府部門還有各職能專業部門以及部分民眾。因此，建立、優化城市管理中的地理信息系統就顯得尤為重要，這對于提高城市整體綜合水平具有十分重要的意義。

1 地理信息系統的建立和應用

地理信息系統功能十分強大，它不僅包含了空間數據的采集、存儲和處理，還可以對這些數據進行分析建立模型，最終通過空間信息輸出結果制作各種類型的地圖用于實際問題的預測和解決。

1.1 地理信息系統的建立

地理信息系統在城市的發展規劃中起著無可比擬的作用，隨著經濟的發展，地理信息系統的建立也日益迫切。如何建立一套完整的地理信息系統使其更好地服務管理、監控、發展等其他方面，也顯得越來越重要。城市管理與規劃涉及要素多、事務雜，不僅要包括地理事物空間位置的空間信息數據而且要包含反應地理事物其它特征信息的屬性數據。因此建立起如此龐大精密的系統就顯得尤為復雜。總體說來，城市管理中地理信息系統的工作流程如圖1所示。

從圖中可以看出，對于整個系統，要建立起一個地理信息系統，首先要有現有地圖數據、遙感數據、GPS數據以及其它形式數據等各類數據，這些數據的獲取可以構成系統的信息源。通過信息源，計算機可以進行數據的采集分析和處理，之后再與現有的數據庫進行比對分析，輸出我們所想要的不同類型數據。通過獲得的輸出信息，最后就可以通過計算機模擬等過程給出最終一個最優化的決策方案。利用系統，可以完成辦文、規劃、測繪地籍管及土地等基礎設施的最優化管理。

1.2 地理信息系統的應用

由于地理信息系統在時間、空間信息以及智能、規范、可視化上的優越性，它已經被利用到了各個方面，具體如圖2所示。就目前而言，國內外此方面發展程度不一，但是在基礎地理信息建設、城市道路交通、體育賽事管理、醫療救護、商業活動以及軍事等方便已經展現出了其強大的功能。比如美國亞特蘭大已經可以利用地理信息系統分析貧困、少年孕育率等社會分析；在已經過去的25屆巴塞羅那奧運會上，地理信息系統的發揮為運動會安全、交通安排與重要任務的安全保衛和行程路線選定等做出了指導。根據地理信息系統提供的如讓農化分析數據，結合實際情況，固定農場土壤施肥濃度，并利用地理信息系統自動施肥。這些所有現實的例子都是地理信息系統其強大功能的體現。總體說來，地理信息系統已經在許多領域有成熟的應用。

1.2.1 基礎地理信息建設

對于一個城市而言，其建設涉及到許多方面，如資源環境、人口、經濟、交通、教育、文化和金融等，這些信息具有多個地理變量信息，包含著大量信息的數據。因此如何統籌兼顧合理利用資源，做出最合理的建設方案就顯得尤為重要。將所有信息數字化、實時化是目前最為重要的應用。地理信息系統對城市的整體規劃、詳細規劃、二次規劃提供發展向導，給出較為詳盡的經濟數據。現階段，隨著人類活動日益頻繁，土地資源日趨匱乏，土地的使用和處理批復可以利用地理信息系統進行劃界標定，提供所有與土地規劃方面各類信息的查詢。這對于政府部門評價、管理和規劃整個城市的發展提供了詳實可靠的依據，并可以精確規劃空間布局，使得所有資源得到最優化利用。城市規劃中基礎設施的建設越來越多，GIS在城市建設中也越來越廣泛應用，這也將是未來城市規劃所發展的重要方向。

1.2.2 城市道路交通

作為城市的重要組成緩解，城市道路交通對一個城市的發展影響是至關重要的。采用地理信息系統，可以建立智能交通系統，緩解交通擁堵并且可以減少交通事故。利用組建的系統，可以獲得三維空間地理信息，更加豐富了解決擁堵的手段。在我國，像北京等大型城市已經有了地理信息系統在城市道路交通中的實地應用。它按照使用對象，分為對內和對外顯示子系統。各個權限不同，對外，系統將交通信息通過網絡、電視、廣播等數據發布于網上，出行者就可以進行查詢；對內則可以通過系統進行交通指揮調度，提高工作效率。對于城市交通而言，運輸量逐年上漲，所運輸的貨物也多樣化，特殊物品比如危險品的運輸需要特殊處理。因為這些物品通常為易燃、易爆或是有毒等，因此，其運輸上需要萬分小心。對于這些物品，就需要對運輸風險進行路徑評價及規劃。運輸是，需要統籌最短路線、運輸成本、事故概率等，選出最佳路線。采用地理信息系統，可以提高危險品運輸路徑選擇的實用性和可操作性。

1.2.3 在災害監測中的應用

對GIS而言，其最主要的作用就是可以把數據以地圖的方式表現出來。這個地圖中包含了所有空間要素和相應的屬性信息及其組合特性。將地理信息系統和其它技術如遙感技術結合，可以有效檢測、預報森林火災、洪澇災害等自然災害。通過地理信息系統，可以進行信息管理、查詢和分析，給出災害影響范圍，明確救災物資調配的最佳路線，這樣就可以將受災人員、財產就行安全有效轉移。這些，可以為領導者提供決策依據，進行災情統計與評估，并為災后重建提供重要依據。

1.2.4 商業活動

現階段，信息技術迅猛發展，任何一個行業的發展狀況都與信息的獲得息息相關，地理信息系統也慢慢被營銷學所接受，成為營銷管理一個重要工具。一方面，地理因素決定了經濟發展的好壞，另一方面，基于地理信息的經濟數據統計給出了一種新的市場分析方法，給商家尋求新的營銷方法指明了方向。基于互聯網的地理信息系統，可以不受限于區域空間，實現全球范圍內的組織“促銷”。而且大數據時代，低價位的硬件、軟件已經有了一定市場規模，數據共享和數據分析已經實現。現代商業發展的標志就是信息化的實現，信息化的實現也塑造了新的生產方式，進而改變了原有的商業規則。作為信息化代表的地理信息系統已經成為商業發展的重要環節，如何合理開發、利用這些數據資源，對商業發展中降低成本、改善商業環境有著重要意義。

1.3 改進

如前所述，地理信息系統在城市管理中已經表現出了卓越的優勢，它可以將現有的數據通過計算機圖像畫面方式展現出來并能給出某區域商圈的變化趨勢。通過地理信息系統，對于城市基礎設施如公共汽車站、商場、醫院等的建設，經營、決策者可以有一個準確的參考。然而，所有東西都存在自身的不足，我國商業應用的發展相對滯后，受到一些因素的制約。這主要表現在GIS技術對商業領域的推廣還不足，從事地理信息系統的相關從業人員比較匱乏，相關資源數據的使用還有一定限制。這些都是存在的不足，因此我們應當立足當下，循序漸進地發展地理信息系統，使得其有最大化應用。

2 總結和展望

自20世紀60年代至今，經過數十年的發展，地理信息系統已經十分成熟，其發展也呈現出多樣化。尤其是現階段，智能手機的發展極大地推進了地理信息系統朝著更加智能、便攜的方向發展。以手機為平臺的地理信息系統服務于廣大民眾已經成為必然趨勢。同時，手機為平臺的智能系統，可以將科技、綠色、服務和安全理念完美結合。軟件服務業已經成為我國戰略性的新興產業，它需求眾多，能解決許多綜合性服務需求。世界各國也高度重視這一產業，甚至有人已經將它稱為各國提升和展示“軟實力”的重要途徑。我們相信，隨著技術的不斷改進，地理信息系統將會日臻完美，在各個領域發揮它不可比擬的作用。