智慧城市中地理信息的需求與應用

郭仁忠

地理信息確實可以讓城市更智慧，也可以讓生活更美好。

在智慧城市環(huán)境下，地理信息主要是用來做什么事情呢？簡而言之，就是要能夠?qū)崿F(xiàn)地理信息的實時獲取、高效的處理和快速的響應，促進地理信息大范圍的、全方位的、深層次的智能化應用。

首先簡單比較一下智慧城市跟數(shù)字城市之間的關系，可以認為數(shù)字城市做的主要是數(shù)據(jù)在線，提供的是信息服務；智慧城市可能更重要的是應用的在線，提供的是知識的應用。這是從宏觀上來看。如果把它放在云計算的框架下來看的話，數(shù)字城市主要是指基礎設施建設和數(shù)據(jù)建設，提供社會化服務；而智慧城市同時除了包含數(shù)字城市以外，還應該有平臺的建設、軟件的建設、具體的應用，應該說它是數(shù)字城市的一個深化。

智慧城市對地理信息的需求

那么智慧城市對地理信息有哪些需求呢？我個人歸納有這么幾個方面：第一是全面的感知和動態(tài)數(shù)據(jù)的更新；第二是構(gòu)建多元化需求；第三個是快速的數(shù)據(jù)處理，動態(tài)地制圖；第四個就是多元數(shù)據(jù)的整合與自動形成；第五個是建設空間信息、地理信息源。

首先，什么叫動態(tài)數(shù)據(jù)更新？我們現(xiàn)在的地理信息都是測量出來的；等到智慧城市建成，人人都可以通過手機，通過各種手段對地理信息做更新。比如說我們到一個餐館去吃飯，去了以后發(fā)現(xiàn)那個餐館關門了，那么可能熱情的網(wǎng)友就可以把相關信息發(fā)到網(wǎng)上，從而實現(xiàn)更新。從地理信息庫里面，把這個餐館去掉，這就是所謂的“泛在社會”——能夠打破傳統(tǒng)測繪的數(shù)據(jù)的生成、發(fā)布和處理模式，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)的更新。

那么所謂信息的處理是什么概念呢？我們知道不同的人對地理數(shù)據(jù)的要求是不一樣的。比如說同一個水系數(shù)據(jù)，不同的部門比如規(guī)劃部門、土地部門、交通部門、水利水務部門，他們對水系數(shù)據(jù)的要求不一樣。我們提供的數(shù)據(jù)要能夠提供相關的數(shù)據(jù)處理工具，讓用戶自己來處理數(shù)據(jù)——想要什么樣的數(shù)據(jù)，想要多詳細，都可以讓他自己來進行處理。本來這個工作都是測繪地理信息的專家、技術(shù)人員、工程師來做的，而到了智慧城市，應該讓一般的用戶也能夠處理，實現(xiàn)高度自動化的數(shù)據(jù)處理。

第三個就是動態(tài)制圖的概念?，F(xiàn)在的地圖無論是經(jīng)濟地圖還是其他地圖，都由專門的地圖專業(yè)人員來做?，F(xiàn)在所有數(shù)據(jù)圖的信息都在數(shù)據(jù)庫里，都在網(wǎng)上，有沒有可能把這個庫存簡化、自動化，做成一個合集，讓用戶來做，讓地圖使用者來做？也就是說，要搞成一個地圖制圖的基層制造系統(tǒng)。這樣的話，任何人拿到數(shù)據(jù)以后，就可以根據(jù)他的需求生成相關的地圖。

第四個就是要自動選址。我們有很多社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，都在統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)庫里面。這些社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，要在地圖上表達出來，需要人工進行標注，這個工作量非常大。比如我們統(tǒng)計長沙市某幾個區(qū)，下面還有街道、居委會、社區(qū)的人口，假如要做一個長沙市的人口分布圖，我們現(xiàn)在需要人工去一個社區(qū)一個社區(qū)的統(tǒng)計。假設我們用一個地理圖，把這些空間的位置都很清楚地表示出來，跟相關的統(tǒng)計人員對接起來，就會自動地進行地址的匹配。實際上，目前我們在深圳就做了這個工作，把深圳的市區(qū)，從每個區(qū)域、每個街道、每個社區(qū)，最后到每棟樓都進行了編碼，都在地圖上標出來。這樣每個房子相關的數(shù)據(jù)也就有了，相關的模型也就有了，這樣工商的、稅務的、公安的、城管的等等數(shù)據(jù)，就完全可以用計算機把它跟地圖相關的數(shù)據(jù)自動整合起來。

第五個就是地理信息空間云平臺，我們叫地理信息云。我們現(xiàn)在的地理信息還存在相關部門的數(shù)據(jù)庫里，需要把它變成一個“云”，實現(xiàn)社會化的服務、社會化的共享。在變成云的同時，我們既要能夠做到動態(tài)更新、全面感知，而且要能夠快速地接入互聯(lián)網(wǎng)，非常方便的使用；同時還要能深度融合，把地理信息跟城市的其他信息都能夠融合起來，形成一個社會化的城市信息。然后在這個基礎上進行相關的深度的挖掘跟應用。

地理信息在智慧城市中的應用

那么關于地理信息應用，我把它概括起來大概是四個方面：第一個是展示地理空間，第二個是提供定位參考，第三個是輔助空間分析，第四個是支撐業(yè)務重構(gòu)。

關于展示地理空間，事實上我們的測繪、地圖一直都在做這個事。只不過智慧城市下的地理空間展示可以做成動態(tài)的、交互式的，做成具有身臨其境的感覺的真實現(xiàn)場感，可以在網(wǎng)上展示一個虛擬而又真實的地理世界。

第二個就是提供相關的定位參考。比如說，通過地理信息框架把社會經(jīng)濟的非人口數(shù)據(jù)的位置表達出來，這種表達是很重要的。這種表達在傳統(tǒng)測繪里叫專題地圖，就是用空間的方法把一些非空間的數(shù)據(jù)表達出來，作為地理參考。

舉一個非常精準的應用，在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的公共衛(wèi)生專業(yè)——一個非常傳統(tǒng)的學科的建立，就跟地圖的使用密切相關。大概是19世紀80年代，倫敦霍亂病流行，死了很多人。因為當時霍亂的治療水平還很低，找不到病因。最早認為霍亂病是呼吸傳染的，搞得全城緊張。后來有一個醫(yī)生把所有病人家庭住址在地圖上標出來，這樣才發(fā)現(xiàn)，絕大部分病人是用了同一口水井。抽這個水井的水做調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)水被污染，有了病毒。

有很多類似的情況，你看到統(tǒng)計數(shù)據(jù)和報表的時候找不出它的規(guī)律來，你一旦把它在空間定位以后，馬上就發(fā)現(xiàn)了它的規(guī)律性，能夠找到原因。正如公共衛(wèi)生學這個學科的產(chǎn)生都跟地圖有密切的關系。

第三個主要應用叫輔助空間分析。這個也比較簡單，我們把城市自建的成果做成虛擬的三維情況，展示一下看看設計效果是不是好。比如說我們把深圳市的居住人口和就業(yè)人口做了分布分析：一個人總體上講有兩個最常出現(xiàn)的地點——家庭地址和工作場所。早晨他從家里到單位，晚上從單位到家里，他都要經(jīng)過相關的交通路網(wǎng)，這樣我們就能通過大數(shù)據(jù)的手段，知道不同路網(wǎng)的交通流量、交通壓力，從而對這個交通路網(wǎng)做公交路線優(yōu)化、道路規(guī)劃優(yōu)化等。事實上這種優(yōu)化的意義是非常大的，我們通過智慧城市的地理空間性分析，能夠?qū)ξ覀冋麄€居住布局、產(chǎn)業(yè)布局、公共交通布局做優(yōu)化，降低我們的平均出行時間。它潛在的和直接的經(jīng)濟效益，實際上都非?？捎^的，包括環(huán)境效益、人力時間成本等。

最后講個比較特殊的應用，我叫它們支持業(yè)務重構(gòu)。就是通過地理信息技術(shù)，使相關行業(yè)的業(yè)務做法被改造，實現(xiàn)業(yè)務的重組重構(gòu)。我把它叫做智慧城市的業(yè)務轉(zhuǎn)型。

比如不動產(chǎn)評估，我們有一塊土地做了評估，評估出來以后最高的評了7.15個億，最低的6.16個億，差了將近一個億，差了16%。在不動產(chǎn)評估行業(yè)，相差20%是正常或者合理的。但是正如大家所知，如果國家開征不動產(chǎn)稅，我們肯定希望一個權(quán)威的部門對于不動產(chǎn)評出一個權(quán)威的價格來，因為價格直接關系到收費的問題。事實上我們做了一個數(shù)字化的評估，所有跟房子有關的，位置、景觀、環(huán)境包括噪音、日照、污染以及配套設施和交通狀況，這些東西通過三維城市建模，通過不同行業(yè)的數(shù)據(jù)的集成，都可以通過數(shù)字化的方法把它算出來，并且這種計算的效果會比人工的估算要更準確。

所以，隨著智慧城市的建設，地理信息建設能做很多事情。夸張點講，創(chuàng)造了無限的可能，很多事情都可以通過計算機來算。所以地理信息確實可以讓這個城市更智慧，同樣也可以讓生活更美好。