智慧城市下測(cè)繪GIS智能化的研究

徐藝文

【摘要】本文智慧城市的介紹入手，隨后分析了GIS技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)基于GIS技術(shù)的信息平臺(tái)在地下空間開發(fā)與管理中的應(yīng)用展開論述。期望通過(guò)本文的研究能夠?yàn)閺V州市地下空間的有效開發(fā)利用和管理工作的開展有所幫助。

【關(guān)鍵詞】智慧城市；測(cè)繪；GIS

1智慧城市

1.1概念

所謂的智慧城市就是將新一代的信息技術(shù)合理、有效地運(yùn)用到城市的各個(gè)行業(yè)當(dāng)中的城市信息化高級(jí)形態(tài)。換言之，智慧城市的建設(shè)需要以信息技術(shù)的具體應(yīng)用作為主線，可將其看做是一個(gè)復(fù)雜且相互作用的系統(tǒng)，它是城市發(fā)展的新興模式。

1.2內(nèi)涵

智慧城市中涵蓋的內(nèi)容相對(duì)較多，如智慧技術(shù)、智慧服務(wù)、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧生活以及智慧應(yīng)用項(xiàng)目等等，其中智慧應(yīng)用項(xiàng)目是重中之重，它具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧電網(wǎng)、智能樓宇、智慧社區(qū)等。

1.3現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國(guó)提出智慧城市建設(shè)的城市已經(jīng)超過(guò)150個(gè)，預(yù)計(jì)總的投資金額超過(guò)1萬(wàn)億元，在十二五規(guī)劃當(dāng)中提出的智慧城市共有41個(gè)，副省級(jí)城市10個(gè)?？梢哉f(shuō)我國(guó)智慧城市的建設(shè)現(xiàn)已正式進(jìn)入高峰期，城市化進(jìn)程的不斷加快推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，與此同時(shí)，也使城市不可避免地面臨著可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。

2 GIS技術(shù)

2.1定義

GIS又被稱之為地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)軟件和硬件為核心，可以對(duì)整個(gè)地球表層空間中與地理有關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、分析運(yùn)算和顯示。

2.2 應(yīng)用領(lǐng)域

GIS是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，其中包含地理學(xué)、地圖學(xué)、遙感學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等諸多學(xué)科，GIS技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，將地圖本身獨(dú)特的視覺(jué)化效果和地理分析功能與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了有機(jī)融合。雖然可以將GIS歸屬于信息系統(tǒng)的范疇當(dāng)中，但是GIS又與常規(guī)的信息系統(tǒng)有所不同，它能夠?qū)Φ乩韰⒄諗?shù)據(jù)進(jìn)行處理和運(yùn)作。GIS中包含兩種地理數(shù)據(jù)，一種是空間數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)與空間要素幾何特性關(guān)系密切，另一種是屬性數(shù)據(jù)，主要負(fù)責(zé)提供空間要素所需的各種數(shù)據(jù)信息。GIS可應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，如科學(xué)調(diào)查、城市發(fā)展規(guī)劃、測(cè)繪、路線規(guī)劃、資源管理等等。本文重點(diǎn)研究GIS技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用，下面就此展開詳細(xì)論述。

3 基于GIS技術(shù)的信息平臺(tái)在地下空間開發(fā)與管理中的應(yīng)用

從目前城鎮(zhèn)化的總體情況上看，人口急劇增長(zhǎng)與城市承載能力不協(xié)調(diào)是主要問(wèn)題之一。雖然地上與地下空間開發(fā)速度的不斷加快，進(jìn)一步推動(dòng)了城鎮(zhèn)化的建設(shè)進(jìn)程，但是各種潛在的風(fēng)險(xiǎn)隱患也隨之加劇。例如，2013年11月某日，中石化位于XX市的一條輸油管道出現(xiàn)原油泄漏爆炸事故，在此次事故當(dāng)中，傷亡人數(shù)將近200人，屬于重大安全事故，其造成的直接與間接損失非常巨大。經(jīng)過(guò)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致該事故發(fā)生的主要原因是輸油管道與城市排水管網(wǎng)規(guī)劃布局相沖突，由此可見(jiàn)，三維空間感知與認(rèn)知已成為城市發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理過(guò)程中必須予以解決的首要問(wèn)題之一。

為了便于本文研究，下面以廣州市為例，并基于GIS技術(shù)構(gòu)建地下空間信息平臺(tái)，進(jìn)而對(duì)該平臺(tái)在廣州市地下空間開發(fā)利用與管理中的應(yīng)用進(jìn)行論述。

3.1數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

為了使廣州市的地下空間得到合理的開發(fā)利用且便于管理，在基于GIS技術(shù)構(gòu)建空間信息平臺(tái)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)予以足夠的重視，并在具體建設(shè)時(shí)，以地下空間設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)作為核心，以地形、人口、地下空間災(zāi)害、地下空間規(guī)劃等數(shù)據(jù)庫(kù)為輔助。

3.1.1.地下空間設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)

該數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)當(dāng)包括如下內(nèi)容：人防工程設(shè)施；地下交通設(shè)施，如地下輕軌、地下隧道、地鐵、地下停車場(chǎng)等數(shù)據(jù)；地下公共服務(wù)設(shè)施；市政基礎(chǔ)設(shè)施，如給水與排水管、燃?xì)饧盁崃堋㈦娏碗娦殴艿葦?shù)據(jù)。以上每一類設(shè)施均應(yīng)當(dāng)具備以下屬性：埋深深度、規(guī)模大小、布置情況、結(jié)構(gòu)與支護(hù)形式、變形與維護(hù)情況、使用現(xiàn)狀等等。

3.1.2.地形數(shù)據(jù)庫(kù)

主要包括如下內(nèi)容：測(cè)量控制點(diǎn)、管線及附屬設(shè)施、植被、地貌、水系及附屬設(shè)施、居民地、境界等等。

3.1.3.人口數(shù)據(jù)庫(kù)

主要包括以下內(nèi)容：常住人口密度、城市人口統(tǒng)計(jì)時(shí)間、流動(dòng)人口密度以及區(qū)間編號(hào)等。

3.1.4.地下空間災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)

主要包括以下內(nèi)容：災(zāi)害的名稱、類型、發(fā)生的原因、場(chǎng)所以及災(zāi)害詳情等等。

3.1.5.地下空間規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)

主要包括以下內(nèi)容：人防工程規(guī)劃、地下空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、近期建設(shè)的工程項(xiàng)目規(guī)劃、地下空間安全疏散規(guī)劃、環(huán)保規(guī)劃等等。

3.2 地下空間信息平臺(tái)的具體功能

該平臺(tái)包括以下兩類功能，一種是基本功能，它是GIS系統(tǒng)所必備的功能；另一種則是擴(kuò)展功能，此類功能是基于GIS模擬分析能力的基礎(chǔ)上，通過(guò)建立各種專業(yè)模型來(lái)予以實(shí)現(xiàn)的。

3.2.1.基本功能。具體包括如下功能：制圖、數(shù)據(jù)處理、空間查詢與分析、三維可視化、網(wǎng)上發(fā)布等等。其中網(wǎng)上發(fā)布功能是GIS智能化的充分體現(xiàn)，借助Web GIS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)廣州市地下空間、人防工程等信息的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

3.2.2.擴(kuò)展功能。通過(guò)該平臺(tái)的擴(kuò)展功能，可以實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：

①影響因素分析。在GIS技術(shù)的支持下，可以采用主因素分析法對(duì)廣州市地下空間的空氣質(zhì)量、安全等影響因素進(jìn)行分析，由此能夠得到影響某個(gè)地下空間設(shè)施的因素，這樣便可以為設(shè)施的調(diào)整與改善提供參考。

②效益分析。對(duì)廣州市地下空間進(jìn)行開發(fā)利用的最終目的是為了節(jié)省地上面積、節(jié)約能源、降低城市污染，逐步擴(kuò)大城市空間的整體容量，提高人們的生活質(zhì)量。借助GIS技術(shù)強(qiáng)大的空間分析和數(shù)據(jù)處理能力，該平臺(tái)能夠?qū)V州市地下空間開發(fā)利用的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、防災(zāi)減災(zāi)、資源等方面的效益進(jìn)行分析。

③安全性評(píng)估。對(duì)于地下工程而言，其安全性是重中之重，這使得對(duì)此類工程項(xiàng)目的安全性評(píng)估尤為重要。由于地下工程安全性評(píng)估中涉及的學(xué)科較多，致使評(píng)估工作比較復(fù)雜。而利用該平臺(tái)，可以將相關(guān)參數(shù)輸入到GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，再與地下空間設(shè)施的分布圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加，由此能夠?yàn)榘踩栽u(píng)估提供參考。

④地下空間動(dòng)態(tài)規(guī)劃分析。借助GIS系統(tǒng)快速、強(qiáng)大的制圖功能，可以分別生成廣州市的人防、地下交通、地下公共建筑、地下管線等工程的規(guī)劃圖，不僅如此系統(tǒng)還可以生成多種規(guī)劃方案，以便用戶進(jìn)行比較、分析，并從中選出最佳的規(guī)劃方案。

3.3 應(yīng)用效果

通過(guò)該平臺(tái)的應(yīng)用，為廣州市地下空間的開發(fā)利用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)及信息決策支持，從而保證了決策的科學(xué)性與可靠性，為節(jié)約資金、提高效率提供了條件，也為“智慧廣州”的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

結(jié)論：

總而言之，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，智慧城市已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)，為了進(jìn)一步加快我國(guó)智慧城市的建設(shè)進(jìn)程，有必要將智能化的GIS系統(tǒng)合理應(yīng)用到智慧城市建設(shè)當(dāng)中，不但能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃設(shè)計(jì)與決策提供可靠的信息，而且還能提高規(guī)劃與管理水平及工作效率。在未來(lái)一段時(shí)期，應(yīng)加大對(duì)GIS智能化技術(shù)的研究力度，并在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和完善，使其能夠更好地為智慧城市建設(shè)服務(wù)。

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