地理信息系統(tǒng)在智慧城市的應(yīng)用與發(fā)展

陳琪

（百色市國土資源信息測繪中心 廣西百色市 533000）

地理信息系統(tǒng)在智慧城市的應(yīng)用與發(fā)展

陳琪

（百色市國土資源信息測繪中心 廣西百色市 533000）

本文所要探討的主旨是對三維地理信息系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用前景進行分析，進而將三維地理信息系統(tǒng)更好的推廣到城市建設(shè)與規(guī)劃之中。

三維地理信息系統(tǒng)；智慧城市；應(yīng)用；建議

前言

當前，地理信息系統(tǒng)對城市信息化建設(shè)越來越現(xiàn)實出其優(yōu)勢，對于智慧城市來說，必將是數(shù)字化為基礎(chǔ)的城市，而實現(xiàn)數(shù)字化就必須用到GIS這一科學工具。借助于GIS可以使得我們對空間信息進行分析處理，從而實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的可視化利用和體系化分析，便于對數(shù)據(jù)的管理以及數(shù)據(jù)分析，使得對數(shù)字化操作更為智能化。因此，在三維地理信息系統(tǒng)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，建設(shè)者發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)在智慧城市的建筑中發(fā)揮著重要的作用，在智慧城市的規(guī)劃應(yīng)用中有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 基本概念

1.1 地理信息系統(tǒng)

GIS是以計算機為支持，對地理信息進行顯示和描述的一個綜合性的信息處理的系統(tǒng)。目前，三維地理信息系統(tǒng)將地理數(shù)據(jù)通過處理變?yōu)榭梢灾庇^的顯示的地理信息，其整體構(gòu)架包括數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層以及應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層中有GIS中一切地理所需要的信息庫，三維場景在這種情形下進行模型的優(yōu)化，使得對三維場景的瀏覽更加順便；業(yè)務(wù)邏輯層的功能在于對GIS的數(shù)據(jù)進行條用以及對建設(shè)規(guī)劃區(qū)域進行系統(tǒng)的分析和定位等，其主要內(nèi)容有GIS中所涉及的全部業(yè)務(wù)功能；應(yīng)用層是GIS和用戶之間的接口，可以使得用戶更為方便直觀的瀏覽三維場景以及對所需要規(guī)劃的場景進行改進等。

1.2 智慧城市

對智慧城市的研究目前還不夠全面，但是可以對其進行如下定義：

（1）智慧城市建設(shè)的主線是對信息發(fā)展技術(shù)的應(yīng)用一般來說，智慧城市是將城市數(shù)字化和信息化發(fā)展推進一個新的更高水平，是聯(lián)系著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各個方面，當今各種信息技術(shù)的發(fā)展越來越迅猛，云計算技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為各種信息技術(shù)的核心技術(shù)。

（2）智慧城市是一個復(fù)雜的多功能系統(tǒng)

在智慧城市系統(tǒng)中，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)以及城市系統(tǒng)等之間進行最優(yōu)化的資源配置，以發(fā)揮其共同的最大作用，促進城市生活更加便捷和智能化的發(fā)展。

（3）智慧城市是一種新的發(fā)展趨勢

政府部門以及企業(yè)和個人作為智慧城市的服務(wù)的主體對象，使得城市生活質(zhì)量得以不斷的提升和改善，以達到惠民的目的和要求，最終能夠帶給我們的是更加美好更加享受的生活。

城市化和信息化的高度融合是智慧城市的本質(zhì)，是一種更高階段的城市信息化，同時也是更高階段的城市化，是對大系統(tǒng)資源的整合、物理和網(wǎng)絡(luò)空間之間的相互交替，在主體的參與下，使得城市生活更加美好更加便捷，經(jīng)濟社會發(fā)展更加健康更加高速的新型發(fā)展模式。

2 智慧城市中對GIS的應(yīng)用

在三維地理信息系統(tǒng)中主要有四個部分：①影像數(shù)據(jù)。在三維地理信息系統(tǒng)中的影像數(shù)據(jù)主要包括航空影像和衛(wèi)星影像這兩個部分，這二者都具有直觀形象、信息豐富及可讀性較強的特點。影像數(shù)據(jù)的功能主要應(yīng)用在系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過和數(shù)字高程模型之間的結(jié)合，來構(gòu)建三維地形；②所謂的三維地理信息系統(tǒng)主要是對城市的實際地形和地物進行描述和構(gòu)思，并在該過程中產(chǎn)生的一種三維立體式的數(shù)字模型圖。利用計算機，可將一個城市中所有的固定物體通過一定的特殊形式所呈現(xiàn)出來，并通過計算機，將該城市中所有的建筑物、道路、樹木等進行三維式的呈現(xiàn)；③場景數(shù)據(jù)，在三維地理信息系統(tǒng)中，可實現(xiàn)場景的精細化，通過系統(tǒng)窗口來增加一些小型的模型，以此來保證城市設(shè)計規(guī)劃的合理性；④二維基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。三維地理信息系統(tǒng)作為二維地理信息系統(tǒng)的發(fā)展和延伸，其仍然具備二維地理信息系統(tǒng)的主要功能，在二維和三維系統(tǒng)的聯(lián)動查詢和分析中，在系統(tǒng)中所具有的二維基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為其提供了有力的信息保障。

在對城市建設(shè)進行實施規(guī)劃時，相關(guān)設(shè)計人員要具備一定的前瞻性眼光，以此來保證城市結(jié)構(gòu)具有較強的關(guān)聯(lián)性。城市的規(guī)劃構(gòu)造是在薩內(nèi)地理信息系統(tǒng)中作為廣泛應(yīng)用的，由于三維地理信息系統(tǒng)具有一定的影像功能、現(xiàn)場瀏覽功能、方案規(guī)劃對比功能等，通過這些功能可對城市具體的規(guī)劃構(gòu)造進行直觀的感受和了解，從而為規(guī)劃者對方案進行實時評估和分析提供方便，相關(guān)人員可通過影像進行交流，有利于為城市規(guī)劃提供更加直觀和科學的參考依據(jù)，從而體現(xiàn)出決策的重要性。與傳統(tǒng)的城市規(guī)劃手段，比如一般地都采用城市規(guī)劃效果圖以及沙盤等相比較可以看出，三維地理信息系統(tǒng)具有傳統(tǒng)城市規(guī)劃建設(shè)無法取得的優(yōu)勢和無法比擬的功能。

3 三維地理信息系統(tǒng)整體構(gòu)架

圖1 城市三維地理信息系統(tǒng)整體構(gòu)架圖

3.1 數(shù)據(jù)層

從圖1中不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)層主要包含了系統(tǒng)中所需的地理信息數(shù)據(jù)庫。由于，數(shù)據(jù)信息在三維場景系統(tǒng)中存在較多，為了在這種情況下對模型進行優(yōu)化，從而保證瀏覽具有一定的暢通度，實現(xiàn)場景加載度的提高，通常在保證對模型進行優(yōu)化處理的基礎(chǔ)上，按照相關(guān)的層次結(jié)構(gòu)來促進一個三維場景的形成，從而進一步推動三維地理信息基礎(chǔ)平臺能進行有效的調(diào)節(jié)和調(diào)動。

3.2 業(yè)務(wù)邏輯層

所謂的業(yè)務(wù)邏輯層主要是指將調(diào)用系統(tǒng)中的后臺數(shù)據(jù)、分析建設(shè)規(guī)劃、定位熱點區(qū)域并查詢其屬性，通過對三維場景系統(tǒng)的瀏覽和運用，實現(xiàn)飛行和漫游功能。業(yè)務(wù)邏輯中主要包含的內(nèi)容即為系統(tǒng)中全部的業(yè)務(wù)功能。

3.3 應(yīng)用層

三維地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用層作為系統(tǒng)和用戶的主要接口，可通過客戶端直接對系統(tǒng)功能中的模塊就行調(diào)用，并且還可對三維場景系統(tǒng)進行全面瀏覽，從而體現(xiàn)出系統(tǒng)在實施建筑和規(guī)劃中模型的直觀性，有利于對規(guī)劃內(nèi)容進行創(chuàng)新和完善。

4 三維地理信息系統(tǒng)在智慧城市規(guī)劃中的應(yīng)用

4.1 智慧城市的發(fā)展

近年來，信息技術(shù)的不斷發(fā)展，帶動了智能化信息技術(shù)中感知、跟蹤、定位和識別系統(tǒng)的發(fā)展和進步，在其分析技術(shù)的基礎(chǔ)上，極有可能實現(xiàn)海量信息，促進了其在城市建設(shè)中的有效發(fā)展和應(yīng)用。實施科技的根本就是以人為本，現(xiàn)階段，社會意識形態(tài)在不斷發(fā)展變化，在一定程度上提高人們對生活質(zhì)量的要求，其中表現(xiàn)最突出的就是智慧城市的發(fā)展。智慧城市作為信息技術(shù)的支撐和環(huán)境創(chuàng)新下的城市形態(tài)，以與計算和物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)為基礎(chǔ)，從而營造出一種有利于創(chuàng)新涌現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境。現(xiàn)階段城市建設(shè)能夠運用到智能化技術(shù)，充分發(fā)揮了智慧產(chǎn)業(yè)的強大功能，有利于促進我國的可持續(xù)發(fā)展。在以人為本的城市創(chuàng)新技術(shù)的改造條件下，智慧化城市的建設(shè)，有利于促進我國數(shù)字化城市向智慧城市的轉(zhuǎn)變。

4.2 三維地理信息系統(tǒng)為智慧城市發(fā)展提供便捷服務(wù)

三維地理信息系統(tǒng)在智慧城城市發(fā)展的應(yīng)用，除了對城市規(guī)劃設(shè)計起到有效的指導(dǎo)作用外，還在智慧城市發(fā)展的其它層面具有重要作用。通過對三維地理信息系統(tǒng)的應(yīng)該，可將城市和建筑物的整體地貌多角度、立體化的呈現(xiàn)出來，有利于人們較為直觀和全面的對立體網(wǎng)絡(luò)地圖進行了解，從而為人們的正常出行和生活提供便捷。與此同時，三維地理信息系統(tǒng)在回顧城市災(zāi)害及突發(fā)事件中具有重要作用，該技術(shù)的應(yīng)用能夠有效實現(xiàn)對城市地下管線進行直觀透視，以便相關(guān)部門對城市災(zāi)害及突發(fā)事件現(xiàn)場的一手資料進行掌握和了解。

4.3 三維地理信息系統(tǒng)在智慧城市消防工作中發(fā)揮的作用

智能消防主要應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)、虛擬技術(shù)及地理空間服務(wù)等各種現(xiàn)代技術(shù)，以此來達到消防數(shù)據(jù)采集、消防設(shè)備調(diào)控及應(yīng)急救援協(xié)調(diào)的目的。通過三維地理信息系統(tǒng)，可直觀呈現(xiàn)出智慧城市下設(shè)的各種消防泵、防火門及報警器等各種消防設(shè)施，從而提高相關(guān)部門應(yīng)急消防指揮的效率。通過三維技術(shù)，可對智慧城市室內(nèi)環(huán)境進行模擬構(gòu)建，消防部門可對建筑樓層進行直觀的查看，并將建筑樓層的呈現(xiàn)狀況在熒屏上通過自動分屏顯示出來，對建筑樓層的立體結(jié)構(gòu)和樓層平面圖等相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行全面了解，從而為消防部門做出正確的消防指揮提供可靠有效的數(shù)據(jù)，以此來保障消防工作的順利完成，對人們財產(chǎn)安全和國家利益提供有力保障。

5 總結(jié)

三維地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)的過程中，主要是根據(jù)自身特有的特點進行實施的，在這種情況下，系統(tǒng)的功能才能得以有效發(fā)揮，與此同時，才能保證智慧城市的建設(shè)才能符合社會發(fā)展的要求。在未來智慧城市的建設(shè)規(guī)劃中，三維地理信息系統(tǒng)必然會因其技術(shù)方面的優(yōu)越性，在城市建設(shè)規(guī)劃或其它方面中得以廣泛應(yīng)用。

[1]劉克，周圓.三維地理信息系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用前景研究[J].城市建筑，2013（14）：295.

[2]李輝.三維地理信息系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用前景研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（24）：296.

[3]王 峰.地理信息系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用[J].信息化建設(shè)，2015（9）：56.

P208

A

1004-7344（2016）18-0193-02

2016-5-20

陳 琪（1989-），男，助理工程師，大學本科學士學位，從事國土資源相關(guān)數(shù)據(jù)處理、機房維護、土地規(guī)劃、專題圖制作工作。