地理信息科學(xué)在智慧城市建設(shè)中的作用

摘 要：本文針對(duì)智慧城市的建設(shè)任務(wù)、需求，結(jié)合城市發(fā)展現(xiàn)狀提出了智慧城市建設(shè)的內(nèi)涵、總體框架、核心技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域等，探討了地理信息科學(xué)的研究內(nèi)容，并以此為基礎(chǔ)產(chǎn)生了地理信息科學(xué)在智慧城市建設(shè)中的地位及作用。

關(guān)鍵詞：地理信息科學(xué)；智慧城市；建設(shè)

一、智慧城市的內(nèi)涵

智慧城市不單單指的是在城市建設(shè)過程中融入信息化，其根本目的是要實(shí)現(xiàn)人與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和自然的統(tǒng)一。建設(shè)智慧城市可以實(shí)現(xiàn)城市資源的優(yōu)化配置，提升城市的整體實(shí)力。

1.完善城市公共管理方式

智慧城市可以利用信息化技術(shù)全面整合日常的公共管理業(yè)務(wù)，提高管理執(zhí)法的便捷性。智慧技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)城市環(huán)境指標(biāo)的細(xì)微變化，如果某一數(shù)據(jù)超標(biāo)，可以發(fā)出預(yù)警信號(hào)。此外，智慧技術(shù)可以將城市各部門的指揮系統(tǒng)聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)各部門之間的公共安全數(shù)據(jù)共享，一旦出現(xiàn)安全隱患，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決。

2.優(yōu)化城市建設(shè)布局

智慧城市的規(guī)劃可以結(jié)合以往城市建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)未來城市的發(fā)展方向進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，以此為基礎(chǔ)優(yōu)化城市的建設(shè)方案，合理布局城市中的商業(yè)區(qū)、居住區(qū)和高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)。

3.升級(jí)城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

智慧城市可以升級(jí)原有城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，建立智慧金融等新型產(chǎn)業(yè)，可以極大促進(jìn)城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。比如，智慧物流可以規(guī)劃出車輛行駛的最佳路線，不僅可以提高商品運(yùn)輸?shù)男剩€能大大降低物流成本。智慧商務(wù)改變了傳統(tǒng)的營銷模式，實(shí)現(xiàn)了商務(wù)資源的優(yōu)化配置。智慧辦公方式則在降低資源消耗的前提下提高了人們的工作效率。

二、地理信息科學(xué)研究目標(biāo)

地理信息科學(xué)可以有效揭示地理信息生成，收集，傳輸，表達(dá)和應(yīng)用的機(jī)制。通過研究和開發(fā)各種地理信息技術(shù)系統(tǒng)，為人與人之間系統(tǒng)的認(rèn)知，研究與規(guī)制提供科學(xué)依據(jù)和手段。促進(jìn)人類和地球系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

作為一種空間信息系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以地理空間數(shù)據(jù)模型為靈魂。它運(yùn)用獨(dú)特的空間思維和空間分析方法揭示事物和現(xiàn)象的空間分布特征，相互關(guān)系和動(dòng)態(tài)變化。

三、地理信息科學(xué)在智慧城市建設(shè)中的作用

（一）地理科學(xué)是智慧城市的理論支撐之一

城市是一種包含復(fù)雜的物質(zhì)元素，社會(huì)關(guān)系和活動(dòng)的物體。以此為研究對(duì)象，形成城市地理學(xué)，城市經(jīng)濟(jì)學(xué)，城市社會(huì)學(xué)，城市規(guī)劃等學(xué)科。現(xiàn)代地理學(xué)是一門綜合性的跨學(xué)科學(xué)科，研究地理環(huán)境與人類活動(dòng)之間的關(guān)系。地球信息科學(xué)從信息流的角度研究地球表面的自然和人為因素與其時(shí)間和空間變化之間的相互作用，并研究地球表面每個(gè)表面上信息的形成和變化機(jī)制以及傳輸規(guī)律，以揭示地理信息的發(fā)生和形成。控制和調(diào)節(jié)城市系統(tǒng)中物質(zhì)流，能量流，人流等社會(huì)指標(biāo)，將其轉(zhuǎn)移到理想的狀態(tài)和模式，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展，并達(dá)到預(yù)測(cè)和控制物體運(yùn)動(dòng)的目的，解決人口、住房、就業(yè)、交通、治安、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)等城市發(fā)展問題。

（二）地理信息科學(xué)是多學(xué)科的融合與綜合

地理空間數(shù)據(jù)涵蓋所有數(shù)據(jù)類型。地理空間數(shù)據(jù)是描述地球表面上一定范圍（地理圈和地理空間）內(nèi)地理對(duì)象（地理實(shí)體）的位置、形狀、數(shù)量、質(zhì)量，分布特征，相互關(guān)系以及變化規(guī)律的數(shù)據(jù)。它是地理空間物體的數(shù)字化描述。并離散表達(dá)。

地理信息系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用所有計(jì)算機(jī)技術(shù)，包括高效海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，復(fù)雜數(shù)據(jù)模型和結(jié)構(gòu)，虛擬可視化技術(shù)，嵌入式和組件類型，高速網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，并行計(jì)算處理以及圖形和圖像輸入和輸出技術(shù)。空間數(shù)據(jù)具有海量空間、異構(gòu)，多時(shí)間等特點(diǎn)。地理信息學(xué)科吸收信息科學(xué)的本質(zhì)，并結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)形成各種地理信息系統(tǒng)，如網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)和組件系統(tǒng)。促進(jìn)計(jì)算機(jī)信息科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展。

（三）位置是智慧城市數(shù)據(jù)整合與關(guān)聯(lián)的基石

基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)整合，關(guān)聯(lián)分析和數(shù)據(jù)挖掘處理是智慧城市的靈魂。美國地理學(xué)家沃爾多托布勒認(rèn)為，一切都是相關(guān)的，但類似的東西更密切相關(guān)，即地理的第一定律。位置是與人，事件和事物相關(guān)的信息的基本屬性之一。在實(shí)踐過程中，政府、軍隊(duì)、企業(yè)等不同部門為了滿足自身需要，應(yīng)用不同、專業(yè)，不同視角的地理對(duì)象和現(xiàn)象。信息被描述和記錄，但很難實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)自然和人類地理要素的全面表達(dá)。智慧城市的建設(shè)覆蓋了政府的所有公共部門。其核心目標(biāo)是建立城市信息模型，并構(gòu)建城市核心系統(tǒng)的全貌。

（四）位置是感知智慧城市的物質(zhì)基礎(chǔ)

獲取物體位置信息的技術(shù)稱為位置信息傳感技術(shù)。基于位置的服務(wù)被稱為移動(dòng)位置服務(wù)。定位業(yè)務(wù)是通過電信移動(dòng)運(yùn)營商的GSM網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)、3G / 4G，GPS、北斗定位系統(tǒng)、室內(nèi)定位等獲取移動(dòng)數(shù)字終端設(shè)備的位置信息，為用戶提供地域支持信息系統(tǒng)平臺(tái)。位置服務(wù)有兩個(gè)功能：確定一個(gè)人的位置并為某人提供合適的服務(wù)。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的信息感知是智慧城市建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

（五）天空地遙感是感知城市環(huán)境變化的主要手段

智慧城市天空遙感的主要功能是識(shí)別對(duì)象并收集信息，以解決人類世界和現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)獲取問題。傳感器技術(shù)、條碼技術(shù)、智能終端（智能手機(jī)，平板電腦，智能電視和智能卡等），RFID技術(shù)、圖像采集、衛(wèi)星遙感、無人航空攝影以及車載/機(jī)載3D激光雷達(dá)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)識(shí)別和收集人員、事件、基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和建筑。

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作者簡介

奚瞿超，1996年出生，男，籍貫上海，漢族 職稱：學(xué)生，學(xué)歷：在讀本科生。

（作者單位：1.安徽師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院地理信息科學(xué)系；）