數(shù)字城市與城市地理信息系統(tǒng)

■張暉李巍于美娜

（1內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源信息院 內(nèi)蒙古呼和浩特 010010；2內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源儲備交易登記中心 內(nèi)蒙古呼和浩特 010020）

數(shù)字城市與城市地理信息系統(tǒng)

■張暉1李巍1于美娜2

（1內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源信息院 內(nèi)蒙古呼和浩特 010010；2內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源儲備交易登記中心 內(nèi)蒙古呼和浩特 010020）

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國正在經(jīng)歷一場全球規(guī)模最龐大、最劇烈的城市化運動。地理信息系統(tǒng)是用于采集、儲存、分析、管理和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng),已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在不同的領(lǐng)域。本文闡述了在數(shù)字城市建設(shè)中GIS開發(fā)的主要模式,介紹了當前地理信息系統(tǒng)在數(shù)字城市領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用。

地理信息系統(tǒng)數(shù)字城市應(yīng)用

在解決城市管理信息化的過程中,我們遇到了眾多難點:地理的分布性、資源的異構(gòu)性、事件的動態(tài)性、局部的自治性,以及全局的協(xié)同性。解決這些問題的主要途徑便是發(fā)展數(shù)字城市技術(shù)[1]。數(shù)字城市是綜合運用地理信息系統(tǒng)、遙感、遙測、寬帶網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真等技術(shù),對城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機制進行信息自動采集、動態(tài)監(jiān)測管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng);它具有城市地理、資源、生態(tài)環(huán)境、人口、經(jīng)濟、社會等復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬仿真、優(yōu)化決策支持和可視化表現(xiàn)等強大功能。作為數(shù)字城市建設(shè)過程中的重要技術(shù)支撐之一的地理信息系統(tǒng) (Geograp hic In-formation System,GIS)是一項以計算機為基礎(chǔ)的新興技術(shù),它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。據(jù)專家預(yù)測,人類所接觸的信息中有80%以上與地理信息有關(guān)。地理信息涉及到政治、經(jīng)濟、軍事和社會生活等方方面面,地理信息系統(tǒng)也融入各行各業(yè)、走進千家萬戶。在數(shù)字城市建設(shè)的過程中,可以說幾乎所有應(yīng)用系統(tǒng)均離不開地理信息系統(tǒng)技術(shù)的支持。

1 數(shù)字城市建設(shè)中GIS開發(fā)模式

GIS之于整個數(shù)字城市就好比是奠基石,這些年來,它已成為數(shù)字城市空間信息

管理不可缺少的平臺。GIS工具軟件很多,國外較著名的有Arc GIS和Map Info,國內(nèi)較著名的有Map GIS和Super Map等。在數(shù)字城市建設(shè)中,開發(fā)應(yīng)用型GIS主要有如下兩種模式:

1.1 單純二次開發(fā)

單純二次開發(fā)完全借助于GIS工具軟件提供的開發(fā)語言進行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。GIS

工具軟件大多提供了可供用戶進行二次開發(fā)的宏語言,例如: Arc Info的AML(Arc Macro Language);桌面式Arc Info提供了VBA (Microsoft Visual Basic for Application)。其中,AML提供AML命令與AML菜單。前者將單一功能的Arc Info命令組織成能夠解決復(fù)雜的地理問題的程序;后者將AML命令集成到簡單易用的用戶圖形界面。又如Map Info Professional提供的Map Basic語言也是一種宏語言。

1.2 集成二次開發(fā)

集成二次開發(fā)指利用專業(yè)的GIS工具軟件,如Arc Info、Map Info等,實現(xiàn)GIS的基本功能,以通用軟件開發(fā)工具尤其是可視化開發(fā)工具,如Java、Visual C++、Visual Basic和.NET等為開發(fā)平臺,進行二者的集成開發(fā)。集成二次開發(fā)現(xiàn)多用組件方式,即:利用GIS工具軟件中建立在COM技術(shù)基礎(chǔ)上的GIS功能組件,如Arc Info的Arc Object,Map Info的Map X,這些組件對外提供了大量的接口,支持地圖數(shù)據(jù)的顯示、管理、存儲。

2 GIS在數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用

以GIS為核心的空間信息技術(shù)為城市生活和商務(wù)提供了一種立體的.多層面的信息服務(wù)體系,為城市的建設(shè)和發(fā)展發(fā)揮了不可缺少的作用。在近幾年來,GIS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于構(gòu)成數(shù)字城市的眾多行業(yè),在數(shù)字城市建設(shè)中取得了許多可喜的應(yīng)用成果。

2.1 交通管理

隨著我國城市化進程的加快,機動車保有量的大幅增加,城市交通問題越來越突出。利用GIS進行停車場規(guī)劃及管理的方法,可以較大提高停車規(guī)劃和管理的效率,節(jié)約成本[2]。GIS已經(jīng)應(yīng)用于機動車污染查詢、分析和顯示的系統(tǒng),動態(tài)地反映機動車的污染狀況,為有關(guān)部門制定機動車污染控制決策提供相關(guān)的技術(shù)支持[3]。

2.2 垃圾處理

城市人口的急劇膨脹和城市規(guī)模的不斷擴張使城市垃圾處理已經(jīng)成為了一大難題。利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以實現(xiàn):幫助政府更加合理有效地對填埋廠進行選址;決定垃圾桶的位置;優(yōu)化大城市生活垃圾中轉(zhuǎn)站的選址過程。由于城市環(huán)境問題是由人工物流過程與自然物流循環(huán)過程的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的,為減少不必要的生活垃圾污染、改善城市生活環(huán)境,綜合分析和處理城市生活垃圾收運過程中收集、運輸、中轉(zhuǎn)和處置等各個階段和方面,達到資源優(yōu)化配置和垃圾的高效、經(jīng)濟處理也是地理信息系統(tǒng)的一個主要應(yīng)用方向[3]。

2.3 地下管線

地下管線包括給水、排水、燃氣、電信、電力、熱力、人防、工業(yè)管道等幾大類,它是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,它的安全運行是現(xiàn)代化城市高效率、高質(zhì)量運轉(zhuǎn)的保證。應(yīng)用地理信息技術(shù),可實現(xiàn)地下管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計、輸配管理、圖檔管理、搶修輔助決策、用戶管理及綜合查詢、統(tǒng)計等功能。各管同相關(guān)部門也可實現(xiàn)在各自部門同時查閱管網(wǎng)信息,提高了管網(wǎng)信息利用效率[6]。

2.4 突發(fā)公共事件

面對城市各類突發(fā)公共事件,政府部門應(yīng)該能夠?qū)ν话l(fā)事件實行正確的預(yù)測與預(yù)警、快速科學(xué)的應(yīng)急處置。利用GIS的可視化技術(shù)、信息整合能力和功能強大的空間分析能力,相關(guān)部門可對各種信息,如地形、人口、設(shè)施等進行集成和可視化表達,再通過數(shù)據(jù)的共享、分析和圖形表達從而加快對事件的了解和應(yīng)急處置過程。如今已經(jīng)建成了城市突發(fā)公共事件應(yīng)急指揮系統(tǒng)、“119”自動化指揮調(diào)度系統(tǒng)、防汛防旱地理信息系統(tǒng)、醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)、燃氣管網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)和地震災(zāi)情速報系統(tǒng)等。

3 結(jié)語

數(shù)字城市是提高城市綜合競爭力,促進城市經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和人民生活水平提高的新動力。地理信息系統(tǒng)近年來發(fā)展迅速,其內(nèi)涵和外延都在不斷地變化,并且已發(fā)展成為一門獨立的新興學(xué)科。隨著地理信息系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與進步,相信它在數(shù)字城市建設(shè)中必將發(fā)揮越來越重要的作用。

[1]石宇良.信息化與數(shù)字城市發(fā)展歷程 [J],北京城市學(xué)院學(xué)報,2008,10(2):4～6.

[2]龔露陽,鄒智軍.基于Arc GIS的城市停車規(guī)劃管理系統(tǒng)的研究 [J].交通信息與安全, 2009,27(1):137～140.

[3]張璨,鞏晶,等.基于GIS的交通污染擴散模擬 [J].交通信息與安全,2009,27(1):113～116.

B834.2[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-150-1