芻議地理信息系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用

摘要：在經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)下，我國(guó)逐漸加快了智慧城市建設(shè)的步伐。智慧城市的建設(shè)，不僅提升了我國(guó)城市的整體發(fā)展水平，而且為城市居民提供了更加全面的服務(wù)。而在智慧城市建設(shè)過(guò)程中，地理信息系統(tǒng)（GIS）的應(yīng)用范圍也愈發(fā)廣泛。在本文中，將針對(duì)地理信息系統(tǒng)（GIS）在智慧城市中的應(yīng)用進(jìn)行全面的研究和分析。在具體內(nèi)容方面，包括地理信息系統(tǒng)（GIS）和智慧城市的定義、地理信息系統(tǒng)（GIS）在智慧城市中的作用以及應(yīng)用要點(diǎn)等幾個(gè)方面。通過(guò)對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行研究，希望能夠促進(jìn)智慧城市建設(shè)過(guò)程中地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用水平的進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng);智慧城市;應(yīng)用要點(diǎn)

一、引言

在經(jīng)濟(jì)和科技高速發(fā)展的當(dāng)下，智慧城市的建設(shè)引起了越來(lái)越多的關(guān)注。受此影響，我國(guó)各地針對(duì)智慧城市建設(shè)水平的提升，從政策扶持和科技研發(fā)等方面進(jìn)行了更大規(guī)模的投入。同時(shí)，在智慧城市建設(shè)的過(guò)程中，我國(guó)在地理信息系統(tǒng)（GIS）的建設(shè)水平方面也得到大幅度地提升[1]。在本文中，將針對(duì)地理信息系統(tǒng)（GIS）在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行全面研究。從研究目的上看，本文最主要的研究目的就是探究在智慧城市建設(shè)中加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用水平的方式與途徑，為智慧城市建設(shè)水平的進(jìn)一步提升做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

二、地理信息系統(tǒng)與智慧城市的概念

（一）地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，英文縮寫(xiě)GIS），是一種在計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)施支持下，采集、整理、儲(chǔ)存和運(yùn)算整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的地理信息數(shù)據(jù)的一種新型的技術(shù)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，結(jié)合地理學(xué)、地圖學(xué)、信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)等知識(shí)，能夠?qū)θ蚧蚓植康貐^(qū)的地理信息進(jìn)行全面的觀測(cè)和了解，并在這一基礎(chǔ)上在城市建設(shè)、水利工程建設(shè)、國(guó)土資源管理、軍事與國(guó)防等領(lǐng)域發(fā)揮至關(guān)重要的作用[2]。因此，在測(cè)繪地理信息發(fā)展“十二五”總體規(guī)劃綱要中，我國(guó)將地理信息系統(tǒng)納入國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。

（二）智慧城市

智慧城市屬于傳媒領(lǐng)域的概念，主要指的是在合理運(yùn)用各種信息技術(shù)和創(chuàng)新概念的前提下，打造更加科學(xué)的城市系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)，從而提升城市中各類(lèi)資源的利用效率，進(jìn)一步強(qiáng)化城市管理工作的水平。智慧城市是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與信息技術(shù)快速進(jìn)步這一背景下的必然產(chǎn)物。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，智慧城市的建設(shè)工作發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

早在2012年，我國(guó)的智慧城市試點(diǎn)地區(qū)就已經(jīng)涵蓋全國(guó)絕大多數(shù)省級(jí)行政區(qū)。在智慧城市建設(shè)水平不斷提升的當(dāng)下，我國(guó)的城市建設(shè)和管理水平都得到了較大幅度的進(jìn)步與發(fā)展[3]。

三、智慧城市建設(shè)中地理信息系統(tǒng)的作用

在智能城市建設(shè)過(guò)程中，地理信息系統(tǒng)（GIS）發(fā)揮至關(guān)重要的作用，在本文中，將針對(duì)地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中的作用進(jìn)行詳細(xì)分析。

（一）收集和儲(chǔ)存各類(lèi)數(shù)據(jù)

地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，有利于城市建設(shè)和管理部門(mén)收集和儲(chǔ)存更多的與智慧城市建設(shè)相關(guān)的數(shù)據(jù)。

在進(jìn)行智慧城市建設(shè)的過(guò)程中，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用能夠幫助城市建設(shè)者更加全面的收集和存儲(chǔ)各種相關(guān)數(shù)據(jù)，并在完成數(shù)據(jù)整理之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。在這一基礎(chǔ)上，智慧城市的建設(shè)過(guò)程就能夠得到更加全面的技術(shù)和數(shù)據(jù)支持，從而保障智慧城市建設(shè)的效率與質(zhì)量。

在數(shù)據(jù)收集方面，地理信息系統(tǒng)能夠通過(guò)衛(wèi)星對(duì)地球表面全部或局部地域的地理信息進(jìn)行全面收集，并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理之后將收集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)形成可視化圖案或圖表，從而幫助城市被管理者制定出更加科學(xué)的智慧城市建設(shè)決策[4]。在這一方面，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)不僅能夠采集到地形地貌等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，而且能夠?qū)Φ刭|(zhì)資料的屬性進(jìn)行更加全面的檢索和分析（如圖1）。

在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，依托信息技術(shù)建立的地理信息系統(tǒng)能夠存儲(chǔ)更多的地理信息相關(guān)數(shù)據(jù)，并在存儲(chǔ)過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)整理，從而進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)應(yīng)用的便捷性。

（二）提升數(shù)據(jù)查詢(xún)的效率

在應(yīng)用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行城市建設(shè)的過(guò)程中，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)查詢(xún)的效率和準(zhǔn)確性，從而便于智慧城市建設(shè)的順利進(jìn)行。

在地里信息系統(tǒng)中，通過(guò)三維數(shù)據(jù)庫(kù)能夠更加快速的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理和存儲(chǔ)，并在這一基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)據(jù)的查詢(xún)效率進(jìn)行進(jìn)一步提升。因此，在智慧城市建設(shè)過(guò)程中，工作人員能夠更加快速的查詢(xún)和使用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)研究分析與其他類(lèi)型的管理工作。在這一前提下，智慧城市建設(shè)過(guò)程中的工作效率就能夠得到進(jìn)一步提升。同時(shí)，在查詢(xún)數(shù)據(jù)的過(guò)程中，可以通過(guò)地理信息系統(tǒng)將數(shù)據(jù)生成簡(jiǎn)潔的數(shù)據(jù)表，便于工作人員進(jìn)行更加科學(xué)和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析。因此可以說(shuō)，提升數(shù)據(jù)查詢(xún)的效率與準(zhǔn)確性是地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中發(fā)揮的重要作用之一[5]。

（三）提供更加清晰的三維立體可視化影像

地理信息系統(tǒng)能夠提供更加清晰的三維立體可視化影像，便于城市管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)城市管理過(guò)程中存在的各種問(wèn)題。

在智慧城市建設(shè)工作中，地圖的繪制是重要的工作內(nèi)容之一。而在這一方面，地理信息系統(tǒng)能夠?yàn)榈貓D繪制人員提供清晰的三維立體可視化影像。在這一基礎(chǔ)上，地圖繪制就能夠變得更加精確。

1. 在三維立體模式下，可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)建立城市的三維立體模型，并在這一基礎(chǔ)上繪制出更加精確的城市或其他區(qū)域的地圖。

2. 在三維立體模型中，不僅能夠體現(xiàn)出城市的地形地貌等基礎(chǔ)地理信息，而且能夠體現(xiàn)出城市的水文狀況等其他方面的信息和數(shù)據(jù)，有利于地圖繪制人員對(duì)城市地圖進(jìn)行更加細(xì)致的完善，進(jìn)一步提升地圖的質(zhì)量。

在具體應(yīng)用方面，工作人員可以利用地理信息系統(tǒng)形成的三維立體圖像（如圖2）對(duì)某一地域的地質(zhì)體信息進(jìn)行科學(xué)的分析，并在這一基礎(chǔ)上提出更加科學(xué)的規(guī)劃或管理措施。

四、地理信息系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用要點(diǎn)

在應(yīng)用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行智慧城市建設(shè)的過(guò)程中，需要在地理空間展示、定位功能以及輔助空間分析等幾個(gè)方面對(duì)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用情況進(jìn)行重點(diǎn)管理，從而保障地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用水平。只有如此，才能促使地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用在智慧城市建設(shè)工作中發(fā)揮出更加重要的作用。可以說(shuō)，上述幾個(gè)方面是地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用要點(diǎn)。

（一）地理空間展示方面

在對(duì)智慧城市進(jìn)行建設(shè)和管理的過(guò)程中，需要使用地圖對(duì)城市空間進(jìn)行全面和準(zhǔn)確的展示，并在這一基礎(chǔ)上制定和完善智慧城市建設(shè)與管理措施，是地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)之一。為在這一方面進(jìn)一步提升地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用水平，就需要針對(duì)地理信息系統(tǒng)中現(xiàn)有的掃描與數(shù)據(jù)獲取技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步升級(jí)，使其能夠更加準(zhǔn)確的獲取城市地理信息中各項(xiàng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，推動(dòng)數(shù)據(jù)分析水平與準(zhǔn)確性的進(jìn)一步提升[6]。例如，在地理空間展示的過(guò)程中，可以比較全面的展示部分地域的地理信息數(shù)據(jù)（如圖3）。在這一基礎(chǔ)上，就能夠建立針對(duì)該類(lèi)型數(shù)據(jù)信息的分析模型。

在進(jìn)行空間展示的過(guò)程中，需要及時(shí)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)獲取與空間展示的及時(shí)性。在這基礎(chǔ)上，針對(duì)城市中突發(fā)的各種災(zāi)害或事故，政府或其他相關(guān)部門(mén)就能夠進(jìn)行更加及時(shí)有效地應(yīng)對(duì)和處置。

（二）定位功能方面

在智慧城市建設(shè)中，GIS定位系統(tǒng)的應(yīng)用也是重要的環(huán)節(jié)之一。在運(yùn)用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行智慧城市建設(shè)的過(guò)程中，需要針對(duì)城市中的各個(gè)區(qū)域和標(biāo)志性建筑物等進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，從而保障建設(shè)方案與建設(shè)方法的合理性。同時(shí)，在城市的交通管理、災(zāi)害和事故救援、城市規(guī)劃等方面也具有相當(dāng)大的應(yīng)用價(jià)值。為保障定位功能的有效性，需要在應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的過(guò)程中對(duì)其中的定位技術(shù)進(jìn)行不斷的完善和創(chuàng)新。只有如此，才能保障智慧城市建設(shè)工作取得應(yīng)有的效果。

最主要的研究方向之一就是提升定位技術(shù)的準(zhǔn)確性，在定位技術(shù)準(zhǔn)確性得到提升的前提下，地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用價(jià)值就能夠得到更加有效地提升[7]。

（三）輔助空間分析方面

在地理信息系統(tǒng)中，輔助空間分析也是一項(xiàng)重要功能，同時(shí)也是智慧城市建設(shè)中的工作要點(diǎn)之一。在進(jìn)行智慧城市建設(shè)的過(guò)程中，科學(xué)的輔助空間分析能夠更加有效的利用地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市地理空間的準(zhǔn)確反映，三維立體圖像在這一方面能夠發(fā)揮出相當(dāng)重要的作用。如果能夠通過(guò)地理信息系統(tǒng)生成精確的城市三維立體影像，就能夠在城市的規(guī)劃與管理工作中進(jìn)一步加強(qiáng)工作的效率和效果，進(jìn)而強(qiáng)化智慧城市的建設(shè)水平。

在利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行智慧城市建設(shè)的過(guò)程中，需要對(duì)三維立體成像技術(shù)和與之相關(guān)的定位技術(shù)、衛(wèi)星通訊技術(shù)等進(jìn)行全面的創(chuàng)新和升級(jí)，不斷提升三維立體圖像的準(zhǔn)確性與信息反饋的全面性，從而使其在智慧城市建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮出更加重要的作用。

五、地理信息系統(tǒng)在智慧城市中應(yīng)用水平的提升措施

通過(guò)以上研究可以得出結(jié)論，在智慧城市建設(shè)中，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用能夠發(fā)揮出至關(guān)重要的作用。同時(shí)，為保障地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)和管理中的應(yīng)用水平，還需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對(duì)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用措施進(jìn)行更加科學(xué)的完善和創(chuàng)新。只有如此，才能確保地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用效果。在具體措施方面，包括建立地理信息三維模型、完善數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與實(shí)時(shí)分享功能、加強(qiáng)大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用以及建立地下空間信息平臺(tái)等幾個(gè)方面。在本文中，將針對(duì)上述措施進(jìn)行全面的研究和分析。

（一）建立地理信息三維模型

在進(jìn)行智慧城市建設(shè)的過(guò)程中，需要應(yīng)用地理信息技術(shù)建立更加精準(zhǔn)且信息更加全面的三維模型，用來(lái)反映城市及其周邊地域的各類(lèi)地理信息。與平面地圖相比，三維立體圖像在反應(yīng)城市地理信息等方面具有更好的直觀性與準(zhǔn)確性，因而具有更大的應(yīng)用價(jià)值。為保障三維立體模型的應(yīng)用效果，相關(guān)科研院所就必須進(jìn)一步加大地理信息系統(tǒng)中信息獲取與三維立體成像技術(shù)的研發(fā)力度，對(duì)上述技術(shù)進(jìn)行更加系統(tǒng)的創(chuàng)新和升級(jí)。在這一基礎(chǔ)上，上述技術(shù)的科技含量與應(yīng)用效果都能夠得到進(jìn)一步提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三維立體模型準(zhǔn)確性與信息全面性的進(jìn)一步提升[8]。

對(duì)于智慧城市建設(shè)工作人員來(lái)說(shuō)，在對(duì)三維立體模型進(jìn)行分析的過(guò)程中，必須對(duì)模型體現(xiàn)出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，從而得出正確的分析結(jié)論，為智慧城市建設(shè)水平的進(jìn)一步提升打好基礎(chǔ)。

（二）完善數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與實(shí)時(shí)分享功能

在智慧城市建設(shè)過(guò)程中，各種地理信息與數(shù)據(jù)具有非常大的應(yīng)用價(jià)值。為保障信息與數(shù)據(jù)的應(yīng)用效果，需要對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與實(shí)時(shí)分享功能進(jìn)行進(jìn)一步強(qiáng)化。

為達(dá)到這一目標(biāo)，相關(guān)單位需要在資金條件允許的情況下對(duì)自身的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)與相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行更加全面的升級(jí)改造，提升自身的技術(shù)水平，從而在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步強(qiáng)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與實(shí)時(shí)分享功能。在這樣的情況下，地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中就能夠更加全面的發(fā)揮基礎(chǔ)作用。

在進(jìn)行地理信息系統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備升級(jí)的同時(shí)，還需要對(duì)現(xiàn)有的工作人員進(jìn)行更加系統(tǒng)的培訓(xùn)，幫助其更加快速且全面的掌握新的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)。只有如此，才能為地理信息系統(tǒng)應(yīng)用水平的進(jìn)一步提供有力的人才保障，確保智慧城市建設(shè)工作的順利進(jìn)行[9]。

（三）加強(qiáng)大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

為加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用效果，需要在智慧城市建設(shè)中進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。

1. 需要建立完善的城市地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)

不僅需要包括城市地形地貌與水文條件等方面的數(shù)據(jù)庫(kù)，還需要包括城市的地下數(shù)據(jù)庫(kù)（包括地下停車(chē)場(chǎng)、地鐵、隧道、地下管網(wǎng)的位置及分布特征等方面）在數(shù)據(jù)庫(kù)得到全面完善的基礎(chǔ)上，智慧城市建設(shè)過(guò)程中就能夠更加有效的利用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行城市規(guī)劃，從而保障智慧城市建設(shè)與規(guī)劃的合理性與科學(xué)性。

2. 及時(shí)更改和完善數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容

在建立數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，需要智慧城市建設(shè)工作人員利用地理信息系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容進(jìn)行及時(shí)的更改與完善，從而保障數(shù)據(jù)庫(kù)中各項(xiàng)數(shù)據(jù)與信息的準(zhǔn)確性，為智慧城市建設(shè)工作提供有力的數(shù)據(jù)保障。在這一基礎(chǔ)上，智慧城市的建設(shè)與管理水平就能夠得到更加有效地提升[10]。

（四）建立地下空間信息平臺(tái)

在建設(shè)智慧城市的過(guò)程中，城市地下公共設(shè)施（地下管網(wǎng)、隧道、地鐵等）的建設(shè)水平將直接影響智慧城市的建設(shè)水平與之后的發(fā)展?jié)摿?。因此，需要利用地理信息系統(tǒng)建立并逐步完善地下空間信息平臺(tái)。

1. 針對(duì)地下信息平臺(tái)的制圖、數(shù)據(jù)處理、空間分析等基礎(chǔ)功能，需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對(duì)地理信息系統(tǒng)中的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行更加全面的創(chuàng)新與升級(jí)，提升地下空間信息平臺(tái)在反應(yīng)地下空間實(shí)時(shí)信息等方面的準(zhǔn)確性。城市地下設(shè)施的規(guī)劃與建設(shè)水平就能夠得到進(jìn)一步提升，從而實(shí)現(xiàn)智慧城市建設(shè)水平的全面提升。

2. 為進(jìn)一步強(qiáng)化地下空間信息平臺(tái)的應(yīng)用效果，需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)有的地下空間信息平臺(tái)功能進(jìn)行升級(jí)和完善，增加信息與數(shù)據(jù)分析等更具技術(shù)含量的功能。在這一前提下，智慧城市建設(shè)中地下設(shè)施的建設(shè)與應(yīng)用水平就能夠得到更加有效地提升。

六、結(jié)論

綜上所述，在當(dāng)下，我國(guó)政府和社會(huì)對(duì)于建設(shè)智慧城市給予更加充分的重視，并在這一基礎(chǔ)上投入更多的資金和人力資源。而在建設(shè)智慧城市的過(guò)程中，地理信息系統(tǒng)（GIS）的應(yīng)用水平也得到了更大程度的提升。而在本研究中，為進(jìn)一步提升智慧城市建設(shè)中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用水平，本文不僅總結(jié)了地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用要點(diǎn)，而且制定了建立地理信息三維模型、完善數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與實(shí)時(shí)分享功能、加強(qiáng)大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用以及建立地下空間信息平臺(tái)等強(qiáng)化地理信息系統(tǒng)應(yīng)用水平的措施。通過(guò)本研究，希望能夠進(jìn)一步加強(qiáng)我國(guó)的智慧城市建設(shè)與管理水平。

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通訊作者：趙祎白，1987年10月，女，漢族，河北青縣人，就職于河北省地質(zhì)調(diào)查院，工程師，學(xué)歷本科。研究方向：地理信息系統(tǒng)方向。