地理信息系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用研究

李艷軍，李愛國

LI YAN-jun ,LI AI-guo

（天津市地球物理勘探中心）

(Tianjin Geophysical Exploration Center)

【關(guān)鍵字】智慧城市；地理信息系統(tǒng)；建設(shè)；應(yīng)用

1 引言

由于智慧城市是建立在數(shù)字化和信息化基礎(chǔ)之上的一種理念，所以要想促進智慧城市的建設(shè)與發(fā)展，首先就必須要加強數(shù)字化管理。而地理信息系統(tǒng)（GIS）可以有效實現(xiàn)智慧城市的數(shù)字化建設(shè)，通過該技術(shù)可以進行空間數(shù)據(jù)信息的分析處理，從而對空間數(shù)據(jù)進行可視化利用和體系化分析，一方面達到智慧城市對于數(shù)字化和信息化的需求，另一方面也加快了智慧城市的建設(shè)步伐。由此可見，地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中具有重要的作用和地位，相關(guān)研究工作人員需要給予高度重視。

2 地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)即GIS技術(shù)，它是伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而誕生的測繪信息技術(shù)，通過計算機相關(guān)軟件的應(yīng)用，可以很好地完成地理數(shù)據(jù)信息進行采集、處理和存儲工作，同時它還可以對數(shù)據(jù)信息進行可視化分析，為城市建設(shè)和管理的決策提供有力的指導(dǎo)。另外，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用可以幫助工作人員建立三維模型和數(shù)據(jù)庫，這樣不僅極大地提高了信息處理和分析效率，而且極大地降低了人工勞動。現(xiàn)階段，地理信息系統(tǒng)（GIS）的應(yīng)用十分廣泛，例如在工程測量、城市規(guī)劃測量中都有重要的應(yīng)用。而對于智慧城市而言，它是數(shù)字化城市的升級和革新，所以其對于信息化和數(shù)字化的管理要求嚴格，通過地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，需要在原有基礎(chǔ)上搭建時空信息云平臺，這樣才能滿足智慧城市的建設(shè)需求。

3 智慧城市的概念模型研究

概念模型是一種對于真實事物進行抽象描述的模型，它可以有效反映出真實事物的客觀本質(zhì)，它作為一種信息結(jié)構(gòu)，不依賴于具體的計算機系統(tǒng)，同時也不限制于某個單一的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)模型，而是一種抽象描述實物本質(zhì)的共性模型。對于智慧城市概念模型而言，它主要是對智慧城市的整體描述，從而有效反映出人們對于智慧城市的客觀認知。眾所周知，在智慧城市建設(shè)中，核心部分是數(shù)字信息，由于數(shù)字信息的過于龐大，使信息之間可以相互作用和聯(lián)系，從而形成了智慧城市物聯(lián)網(wǎng)。而這些龐大的數(shù)字信息結(jié)構(gòu)，根據(jù)存在的形式不同，可以大致分為以下幾種，即用戶、感知、對象、服務(wù)、控制和管理，這幾部分共同構(gòu)成了智慧城市物聯(lián)網(wǎng)，所以對于智慧城市概念模型的研究也主要包含這六部分集合，詳細如圖1所示。從信息角度考慮，由于智慧城市建設(shè)中存在龐大的數(shù)字信息，這些信息相互傳遞，同時相互作用和聯(lián)系，所以通過信息的交流可以完成一系列物理環(huán)節(jié)的運行，最終實現(xiàn)智慧城市的智能化控制與管理。由此可見，智慧城市建設(shè)的靈魂和核心是數(shù)字信息，而信息結(jié)構(gòu)體系決定著智慧城市的運行方式，這是研究地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中應(yīng)用的重點。

圖1 智慧城市概念模型

4 智慧城市建設(shè)過程中對于地理信息技術(shù)的應(yīng)用

4.1 地理信息體系結(jié)構(gòu)分析

要想更好的建設(shè)智慧城市，使地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用可以提高智慧城市的信息化管理水平，首先要掌握智慧城市中地理信息體系結(jié)構(gòu)，其主要包括以下三方面內(nèi)容：

1）數(shù)據(jù)層

該體系結(jié)構(gòu)主要起到數(shù)據(jù)庫的作用，由于智慧城市建設(shè)中存在過于龐大的數(shù)字化信息，所以數(shù)據(jù)層的重要性不言而喻，它可以容納豐富的地理場景信息，為后續(xù)的智慧城市建設(shè)奠定基礎(chǔ)。通常情況下下，為了達到對地理信息系統(tǒng)模型的優(yōu)化目的，需要對提高地理場景信息的加載程度，這就需要對模型進行處理，以確保后續(xù)地理信息平臺的構(gòu)建；

2）業(yè)務(wù)邏輯層

該體系結(jié)構(gòu)的主要功能是對后臺數(shù)據(jù)的調(diào)用處理、城市規(guī)劃建設(shè)等，同時它還可以實現(xiàn)對地理場景的瀏覽和系統(tǒng)飛行漫游的作用；

3）應(yīng)用層

該體系結(jié)構(gòu)作為用戶操作的入口，可以實現(xiàn)對各項功能模塊的調(diào)用和分析處理，讓工作人員可以更加直觀的掌握城市規(guī)劃設(shè)計的要點，從而便于對內(nèi)容進行創(chuàng)新和優(yōu)化。

4.2 地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用前景

首先，在地理信息系統(tǒng)中包括兩種影像，即航空手段和衛(wèi)星手段收集到的影像，雖然兩種影像獲取方式不同，但是這兩種信息都具有容量豐富、直觀具體和可讀性的特點；其次，地理信息系統(tǒng)主要是通過立體模型對于城市的地形地貌進行的描述，通過對計算機技術(shù)的運用，將城市中真實事物進行抽象的表達和描述，最終呈現(xiàn)出一種直觀立體模型；再次，通過地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，可以對于城市立體規(guī)劃模型進行精細調(diào)整，例如通過增加小的建筑模型等手段，使城市規(guī)劃更加完善；最后，地理信息系統(tǒng)作為對二維地理技術(shù)的發(fā)展延伸，仍然保留了二維地理信息技術(shù)的很多特征，通過對二維地理系統(tǒng)的分析和查詢，地理系統(tǒng)提供了許多必要的數(shù)據(jù)[1]。

4.3 地理信息系統(tǒng)為智慧城市發(fā)展提供服務(wù)

地理信息系統(tǒng)在智慧城市規(guī)劃設(shè)計中具有重要的作用，除此之外，它對于智慧城市其他方面也提供了巨大的服務(wù)：

1）地理信息系統(tǒng)可以從多角度展現(xiàn)出城市的地形地貌和建筑物的整體結(jié)構(gòu)，這樣可以讓人們更加直觀具體的掌握城市立體網(wǎng)絡(luò)，不僅極大的方便了人們的出行和工作，同時也有效提高了智能化管理水平；

2）地理信息系統(tǒng)在城市突發(fā)事件處理中也具有重要的作用，由于該技術(shù)可以幫助人們更加直觀的掌握城市地下管線情況，這對于突發(fā)事件和災(zāi)害的處理而言，可以讓工作人員掌握第一手資料，從而有效進行后續(xù)的處理和維護。

4.4 地理信息系統(tǒng)在智慧城市消防工作中的作用

智能消防作為智慧城市建設(shè)中一個不可獲取的組成部分，對其的研究十分關(guān)鍵。智能消防主要結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)以及地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，通過地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效進行消防數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備調(diào)控，以達到消防應(yīng)急的最終目的。另外，通過地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，可以直觀的展現(xiàn)出城市的各類消防設(shè)施，這樣在發(fā)生事故后，可以讓消防人員進行及時的應(yīng)急指揮，將危害降至最低，一方面加快了智慧城市的建設(shè)步伐，另一方面也給人員的生命安全提供了有效保障。

5 結(jié)束語

綜上所述，智慧城市是現(xiàn)代城市建設(shè)和發(fā)展的重要方向，其信息化管理是核心所在，而地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效實現(xiàn)城市建設(shè)中的數(shù)字信息化管理，從而為加快智慧城市建設(shè)步伐提供幫助。