基于GIS的智慧社區(qū)建設(shè)分析

徐蘭聲

（滇西科技師范學院 云南 臨滄 677000）

1 引言

智慧社區(qū)是指基于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，聯(lián)合社區(qū)內(nèi)部的地理空間信息模型，采集、存儲、管理、分析和優(yōu)化社區(qū)中的信息和數(shù)據(jù)的智能化社區(qū)。智慧社區(qū)通過對社區(qū)中的各類信息數(shù)據(jù)、地理坐標進行標注和鏈接，進而實現(xiàn)對社區(qū)環(huán)境、資源、人文等方面整體上的智能化模擬、分析和管理，其本質(zhì)上具有虛擬化、數(shù)字化、智能化特征。

2 智慧社區(qū)的概念

在智慧城市的建設(shè)過程中，智慧社區(qū)是其中最重要的環(huán)節(jié)之一。在傳統(tǒng)社區(qū)模式下，管理方式單一、服務(wù)手段匱乏、信息收集不夠及時全面，致使資源配置不合理，明顯不利于居民正常生活活動的開展和生活質(zhì)量的提高。通過實踐，提高智慧社區(qū)的建設(shè)水平，能夠從根本上提高資源配置優(yōu)化水平，一方面極大提升社區(qū)居民生活的舒適度、便捷性和安全性，另一方面也能做到環(huán)境、社會、商業(yè)等各方面需求的平衡和協(xié)調(diào)發(fā)展。由此可見，建設(shè)智慧社區(qū)隨著智慧城市建設(shè)進程的加快推進已經(jīng)成為時代新潮流。目前，我國仍處于智慧社區(qū)系統(tǒng)發(fā)展初期，雖然也出現(xiàn)了一些社區(qū)服務(wù)功能相關(guān)的系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)基本上都是著重于社交、服務(wù)等內(nèi)容，對于滿足居民生活多方面需求的作用不大，這也導致智慧社區(qū)在初期應(yīng)用階段無法真正走入到居民的生活當中。

作為前沿研究成果，基于移動GIS技術(shù)開發(fā)的智慧社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)正是基于改善傳統(tǒng)模式弊端的目的，通過移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將居民、物業(yè)、商戶、政府創(chuàng)新性地聯(lián)系起來，形成生活圈系統(tǒng)，進而促進居民生活、物業(yè)管理、政府資源配置實現(xiàn)同步優(yōu)化。對于居民而言，智慧社區(qū)可以集線上購物、線下配送、服務(wù)到家、繳費、物業(yè)管理等功能于一體，實現(xiàn)針對飲食、出行、娛樂、購物等生活需求的一站式服務(wù)。對于政府而言，智慧社區(qū)有利于加強信息的全面性和條理性，細化對居民相關(guān)數(shù)據(jù)的管理和分析，保證實現(xiàn)“一站式”“平臺式”服務(wù)。對于物業(yè)而言，智慧社區(qū)的對接可以從根本上提高物業(yè)管理的現(xiàn)代化水平，有利于開展集中管理和提高管理水平，以及提高服務(wù)的及時性和有效性。

3 GIS智慧社區(qū)的技術(shù)特點和發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 技術(shù)特點

智慧社區(qū)的概念與智慧城市具有密切關(guān)系，與傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)絡(luò)化社區(qū)不同，智慧社區(qū)是以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和資源整合為基礎(chǔ)，著重對個人服務(wù)、小區(qū)服務(wù)、家政服務(wù)、政府服務(wù)提供支持，既影響社區(qū)的規(guī)劃和管理，又涉及計算機、移動互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等科學領(lǐng)域?？梢哉f，智慧社區(qū)是將智慧城市的理論和技術(shù)應(yīng)用到生活社區(qū)的濃縮形式，也是地理信息技術(shù)在社區(qū)層面的具體應(yīng)用，在建設(shè)智慧社區(qū)時，引入GIS技術(shù)，對于提高智慧社區(qū)建設(shè)水平具有重要意義。

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對于生活質(zhì)量有了更高要求，智慧社區(qū)通過對互聯(lián)網(wǎng)、智能應(yīng)用、寬帶服務(wù)等先進手段的集中、完善和發(fā)展，對教育、娛樂、醫(yī)療、金融等系列工程的全方位覆蓋，對信息融合和多網(wǎng)融合的強化等體現(xiàn)了現(xiàn)代社區(qū)的發(fā)展特點，也符合現(xiàn)代社區(qū)的發(fā)展趨勢。智慧社區(qū)的應(yīng)用一方面促進智能化技術(shù)進入百姓生活，以先進技術(shù)提升人們的生活水平和生活便利性、滿意度，另一方面也推動社區(qū)的建設(shè)和管理進入智能時代，在一定程度上促進了社會整體發(fā)展，推動了和諧社會的構(gòu)建進程?？梢哉f，智慧社區(qū)的建設(shè)是我國進行社會主義現(xiàn)代化社區(qū)建設(shè)的大趨勢，也是未來需要相關(guān)機構(gòu)著重研究、大力發(fā)展的內(nèi)容[1-2]。

3.2 發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)獲得了長足的發(fā)展和普及，住宅社區(qū)作為城鎮(zhèn)建設(shè)的基本單元，其系統(tǒng)化、信息化、智能化、現(xiàn)代化水平也在不斷提高，移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)等先進科技已經(jīng)滲透到居民生活的每個角落，信息技術(shù)已經(jīng)成為城市規(guī)劃、社區(qū)管理必不可少的重要手段。在實踐中，傳統(tǒng)管理模式中應(yīng)用的單片機時代的緊急呼叫、對講機呼叫和聯(lián)系等功能已經(jīng)無法適應(yīng)當下的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)時代，而智慧社區(qū)這一新興的社區(qū)建設(shè)模式獲得推廣和發(fā)展成為必然趨勢。智慧社區(qū)的建設(shè)以互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)為基礎(chǔ)性手段，以優(yōu)化社區(qū)居民服務(wù)、提高管理效率為主要目的，也成為了未來的發(fā)展方向。從理論上講，智慧社區(qū)包含四大主題，具體而言為智慧社區(qū)三維地圖構(gòu)建、智慧社區(qū)智能控制系統(tǒng)、智慧社區(qū)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施和智慧社區(qū)智能管理模式。

為了解決智慧社區(qū)建設(shè)過程中的問題，需要應(yīng)用到GIS技術(shù)，以立體三維建模系統(tǒng)、虛擬漫游系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)等進行處理，使智慧社區(qū)真正實現(xiàn)數(shù)字化和智能化。在實踐中，智慧社區(qū)GIS系統(tǒng)是建設(shè)智慧社區(qū)的基礎(chǔ)性軟件，以社區(qū)地理信息為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基本的技術(shù)手段，通過在社區(qū)范圍內(nèi)建立空間和人文信息的實時數(shù)據(jù)庫收集相關(guān)數(shù)據(jù)，同時完成智慧社區(qū)的建設(shè)和完善。目前，我國的智慧社區(qū)建設(shè)水平遠落后于國外發(fā)達國家，為了改善這種現(xiàn)狀，應(yīng)用GIS技術(shù)十分必要，在智慧社區(qū)規(guī)劃中引入地理信息系統(tǒng)作為支撐技術(shù)進而建立社區(qū)GIS，符合智慧社區(qū)建設(shè)的發(fā)展趨勢，也有利于提高其建設(shè)水平。

3.3 智慧社區(qū)體系架構(gòu)

智慧社區(qū)的發(fā)展與移動物聯(lián)網(wǎng)緊密聯(lián)系、同步發(fā)展，作為智慧城市建設(shè)的重要組成部分，受到理論和實踐領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，在此過程中也因為觀念、理論的不同而出現(xiàn)了對于其定義的不同理解。結(jié)合相關(guān)理論和實踐經(jīng)驗，本文對于智慧社區(qū)的定義為：以實現(xiàn)政府管理多樣化、社會服務(wù)便捷化、居民生活智慧化為目標，在智能移動終端設(shè)備基礎(chǔ)上，綜合利用移動通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)體系、地理信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)，整合社區(qū)居民生活、政府管理方式、社會服務(wù)手段于一體的社區(qū)綜合性體系。

智慧社區(qū)系統(tǒng)分為基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)庫層、管理應(yīng)用服務(wù)層，不同層次具有不同功能。基礎(chǔ)層主要包括硬件及傳感器，負責進行信息收集工作并將信息傳輸儲存至數(shù)據(jù)庫，居民可以通過終端設(shè)備對生活、安保、物業(yè)等信息進行實時調(diào)取、查看和一定基本處理，其中生活信息主要包括餐飲、購物、娛樂等信息，安保信息包括小區(qū)門禁、監(jiān)控錄像等信息，物業(yè)信息包括水電信息、電子調(diào)查問卷等信息。數(shù)據(jù)庫層負責系統(tǒng)與用戶之間的雙向數(shù)據(jù)采集、分析和應(yīng)用。管理應(yīng)用服務(wù)層則負責對整個智慧社區(qū)系統(tǒng)進行應(yīng)用管理，屬于后臺系統(tǒng)部分。

4 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

4.1 Android系統(tǒng)平臺架構(gòu)

Android系統(tǒng)是采用軟件疊層方式進行構(gòu)建的開放系統(tǒng)，主要應(yīng)用于智能手機、PAD等移動設(shè)備上，因各層之間明確的分工而具有較低的層間耦合性。Android系統(tǒng)平臺架構(gòu)為智慧社區(qū)系統(tǒng)的構(gòu)建提供硬件支持，也是構(gòu)建過程中的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。

4.2 移動數(shù)據(jù)庫

智慧社區(qū)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)主要通過訪問服務(wù)端數(shù)據(jù)庫以獲取，這些數(shù)據(jù)需要進行定義、定期維護和更新，且具有一對多的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)訪問請求類型的不同獲取不同類型數(shù)據(jù)。為了便于數(shù)據(jù)管理和后期系統(tǒng)維護和升級，實踐中一般采用業(yè)務(wù)二維表對相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行管理。

4.3 基于位置的服務(wù)（LBS)

基于位置的服務(wù)（LBS)，為了獲取智能終端位置并向客戶提供周邊地物的查詢服務(wù)，結(jié)合了移動通信技術(shù)和外部的GNSS定位系統(tǒng)，同時還應(yīng)用到移動地理信息系統(tǒng)技術(shù)。比如百度地圖SDK的查詢周邊生活服務(wù)功能，即為通過該技術(shù)得到實現(xiàn)的。基于位置的服務(wù)（LBS)在構(gòu)建智慧社區(qū)過程中至關(guān)重要。

4.4 移動地理信息系統(tǒng)

移動地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建，是便攜智能移動終端與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物。具體而言，便攜智能移動終端的移動通信技術(shù)為系統(tǒng)的構(gòu)建提供了無線網(wǎng)絡(luò)傳輸支持，而全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)則用于獲取定位信息，在此基礎(chǔ)上，通過地理信息系統(tǒng)的處理進而實現(xiàn)地理信息的儲存、調(diào)取、處理、顯示等實時功能。

4.5 基于Red5流媒體服務(wù)

Red5開源流媒體服務(wù)器基于Java開發(fā)，采用RTMP/RSTP傳輸協(xié)議，主要用于將視頻轉(zhuǎn)換為視頻流/音頻流，進而實現(xiàn)播放同時下載的功能；以及用于將攝像頭、耳麥等設(shè)備獲取的視頻流/音頻流信息上傳至服務(wù)器，以進一步實現(xiàn)遠程訪問、在線直播等功能[3]。

5 基于GIS技術(shù)的智慧社區(qū)的技術(shù)應(yīng)用

5.1 設(shè)計規(guī)劃階段GIS技術(shù)的應(yīng)用

在進行社區(qū)規(guī)劃過程中，在社區(qū)規(guī)劃中引入GIS技術(shù)作為支撐，有利于提高地理數(shù)據(jù)獲取的準確性和高效性。根據(jù)設(shè)計規(guī)劃的傳統(tǒng)方式，往往需要在實地測量地理信息數(shù)據(jù)階段耗費大量人力、物力和時間成本，不僅嚴重影響規(guī)劃進度，同時由于一些人數(shù)、網(wǎng)線、地下管道等數(shù)據(jù)難以獲取，且以圖紙或模型形式表達的難度較高可能會降低地理模型構(gòu)建的準確度。

5.2 物業(yè)管理中GIS技術(shù)的應(yīng)用

在進行社區(qū)物業(yè)管理時，為了解決MIS系統(tǒng)的無力表現(xiàn)，經(jīng)過一定的理論研究和實踐探索，實踐中出現(xiàn)了在傳統(tǒng)的MIS系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合GIS技術(shù)作為數(shù)據(jù)合成起點而構(gòu)建的空間信息數(shù)據(jù)庫。傳統(tǒng)的MIS系統(tǒng)雖然具備較為全面的數(shù)據(jù)查詢和檢索功能，在完成一般日常性事務(wù)時不會出現(xiàn)明顯阻礙，但對于處理社區(qū)內(nèi)的地理空間相關(guān)信息卻顯得力不從心。在此基礎(chǔ)上，空間信息數(shù)據(jù)庫以融合空間數(shù)據(jù)和信息屬性為基礎(chǔ)，將地理信息要素疊加至電子地圖之上，與MIS數(shù)據(jù)庫屬性相銜接，在同一平臺上融合和處理3D數(shù)據(jù)、空間位置和立體信息，以一體化、可視化方式處理和管理社區(qū)地理位置、空間信息和其他相關(guān)屬性。換言之，該數(shù)據(jù)庫構(gòu)建針對地理信息的空間分析模型，提升智慧社區(qū)管理的智能化和管理人員的決策合理性。

5.3 資源三維可視化過程GIS技術(shù)的應(yīng)用

作為GIS技術(shù)中有效性、真實感最強的可視化應(yīng)用，在進行模擬過程中，GIS可視化技術(shù)能夠通過進行虛擬漫游，以動態(tài)交互技術(shù)手段全方面觀察和記錄園區(qū)內(nèi)環(huán)境，并通過數(shù)據(jù)處理程序構(gòu)建智慧社區(qū)虛擬3D模型，使用者得以自由切換觀測角度和運動模式，實現(xiàn)從不同角度、距離、分辨率情況下對目標進行漫游、鳥瞰、環(huán)顧等操作；另外，慧社區(qū)虛擬3D模型還支持預設(shè)觀察游覽路線等功能，使用者可以根據(jù)實際情況和需求進行選定和設(shè)置。在完成智慧社區(qū)立體三維顯示的基礎(chǔ)上，該模型還支持進行環(huán)境效果、設(shè)計方案的演示、切換和比較。

5.4 數(shù)據(jù)時態(tài)性中GIS技術(shù)的應(yīng)用

隨著時間推進，GIS中的人口、水電等數(shù)據(jù)和信息不斷進行演變，為了符合對這些變化的數(shù)據(jù)進行處理的準確度和及時性需求，智慧社區(qū)GIS數(shù)據(jù)庫也需要根據(jù)客觀需求不斷進行更新和完善。經(jīng)過一定的理論研究和實踐探索，應(yīng)運而生的時態(tài)性GIS技術(shù)在一定程度上實現(xiàn)了上述目標。時態(tài)性GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)實時更新功能為GIS技術(shù)的應(yīng)用提供了保障，有利于促進智慧社區(qū)的建設(shè)，便利社區(qū)居民的生活。

6 結(jié)語

綜上所述，GIS技術(shù)可以應(yīng)用于智慧社區(qū)系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)劃、物業(yè)管理、資源管理和數(shù)據(jù)管理等多個方面。在智慧社區(qū)建設(shè)和完善過程中，GIS技術(shù)的引進和發(fā)展，一方面有利于避免智慧社區(qū)建設(shè)中弊端和不足，優(yōu)化智慧社區(qū)建設(shè)技術(shù)，促進智慧社區(qū)的信息化、智能化、現(xiàn)代化構(gòu)建，提高居民生活水平。