地理信息系統(tǒng)在數(shù)字化城市中的應(yīng)用

通訊作者：武佳，1992年04月，男，漢族，河北邯鄲人，北京市新興華安智慧科技有限公司，初級(jí)工程師，?？?。研究方向：工程測(cè)量。

摘 要：隨著我國在信息化建設(shè)中的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足城市規(guī)劃。信息技術(shù)在信息化社會(huì)的背景下，不僅能夠促進(jìn)信息建設(shè)進(jìn)程加快，還影響著人們的生活方式與節(jié)奏等，作為建設(shè)數(shù)字化城市的重要組成因素，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠有效幫助政府組織、部門以及社會(huì)共享等實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性、綜合性的研究，促進(jìn)城市建設(shè)事業(yè)不斷發(fā)展。本文針對(duì)地理信息系統(tǒng)在數(shù)字化城市中的應(yīng)用進(jìn)行研究，數(shù)字化城市建設(shè)提供地理信息系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)理論依據(jù)與建議，促進(jìn)城市化建設(shè)更加完善、現(xiàn)代化。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng);數(shù)字化城市;應(yīng)用

Abstract： With the continuous development of information construction in China， the traditional geographic information system has been unable to meet the needs of urban planning. Under the background of information society， information technology can not only accelerate the process of information construction， but also affect people's lifestyle and rhythm. As an important component of building a digital city， the application of geographic information system can effectively help government organizations， departments and social sharing to achieve strategic and comprehensive research， and promote the continuous development of urban construction. In this paper， the application of geographic information system in digital city is studied. The construction of digital city provides the relevant theoretical basis and suggestions for the application of geographic information system， and promotes the construction of urbanization to be more perfect and modernized.

Keywords： GIS; Digital city; Application

一、前言

數(shù)字化城市管理信息主要突顯的特征為城市管理的信息量劇增，信息的處理與傳遞不斷加快，信息處理方式與內(nèi)容更加復(fù)雜，其中所包含的技術(shù)處理逐漸加快。所以，城市管理的方法逐漸產(chǎn)生質(zhì)的變化[1]。數(shù)字化城市建設(shè)需要依據(jù)空間數(shù)據(jù)，比如城市居民供水問題，在建設(shè)中首要任務(wù)是明確居民周邊的供水管網(wǎng)、管線等具體情況與管線粗細(xì)、荷載能力[2]。其次要針對(duì)具體情況進(jìn)行完善計(jì)劃與分析。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)定位查詢與管理方式弊端較大，無法滿足當(dāng)下城市建設(shè)質(zhì)量與效率等方面的要求。所以在成熟建設(shè)中，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)模式上的不足，并為數(shù)字化城市建設(shè)創(chuàng)造有利條件。

二、地理信息系統(tǒng)在數(shù)字化城市建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容

地理信息系統(tǒng)技術(shù)是用于管理和研究空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)，是當(dāng)今空間信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的最前沿技術(shù)學(xué)科，也是一門技術(shù)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科[3]。新型地理信息系統(tǒng)主要是研究地表與近地表的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化等現(xiàn)象分布的空間信息，并利用計(jì)算機(jī)、遙感、地理信息、衛(wèi)星定位等現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行空間信息的采集、處理、分析以及應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，是研究空間信息基本理論和技術(shù)方法的綜合性學(xué)科。現(xiàn)時(shí)，空間信息技術(shù)疾速發(fā)展，地理信息科學(xué)已在包括工程測(cè)繪以及其他各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，且在未來會(huì)發(fā)揮越來越重要的作用。

（一）基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)

地理信息系統(tǒng)建成GIS，在數(shù)字化城市建設(shè)中，以此系統(tǒng)作為空間技術(shù)的核心，為城市管理與建設(shè)創(chuàng)造立體化的信息服務(wù)，對(duì)數(shù)字化城市建設(shè)有著非常重要的意義。在建設(shè)中，以城市的自然地理社會(huì)資源為基礎(chǔ)，對(duì)相關(guān)的社會(huì)、人文資源進(jìn)行整理，構(gòu)建基礎(chǔ)平臺(tái)，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，從而為資源的查閱與使用提供便利。

（二）政府職能管理系統(tǒng)構(gòu)建

政府是地方區(qū)域的代表機(jī)關(guān)，也是城市建設(shè)的重要組織。政府部門擁有相關(guān)資料的查閱、使用的審核權(quán)利，所以應(yīng)當(dāng)構(gòu)建政府職能管理系統(tǒng)[4]。只有擁有完整的管理系統(tǒng)，才能便于處理查閱、使用等工作，通過管理系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域交流，促進(jìn)區(qū)域溝通合作。

（三）領(lǐng)導(dǎo)決策系統(tǒng)與專家系統(tǒng)的創(chuàng)建

想要完善數(shù)字化信息管理，首要任務(wù)就是通過科技，將區(qū)域的人文、經(jīng)濟(jì)以及政治等多種類內(nèi)容進(jìn)行整合匯總，經(jīng)過專業(yè)分析提供研究結(jié)論。在建設(shè)中，可以應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，將現(xiàn)實(shí)內(nèi)容虛擬化，再利用虛擬化手段構(gòu)建現(xiàn)代化城市建設(shè)相關(guān)內(nèi)容。利用數(shù)字技術(shù)來建立城市模板，從而為專家系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，再由專家與領(lǐng)導(dǎo)決策系統(tǒng)具體分析，為城市建設(shè)提供依據(jù)。

三、城市規(guī)劃在建設(shè)中存在的問題

（一）工作效率有待提升

傳統(tǒng)工作方式多采用人工處理，但是工作所囊括的社會(huì)資料較廣泛，人工處理并不能及時(shí)滿足工作需求，也不符合當(dāng)下數(shù)字化發(fā)展理念，資料內(nèi)容較多直接影響人員工作效率與質(zhì)量，整理的速度不能及時(shí)供應(yīng)需求，為正常辦公帶來了較大的影響。

（二）信息準(zhǔn)確性較低

以往工作模式多采用人工資料收集，這種模式相對(duì)來說信息更新不及時(shí)，且資料存儲(chǔ)較難，稍有不慎就會(huì)造成資料的損壞，不能為城市建設(shè)創(chuàng)造最佳條件，且直接影響決策的進(jìn)程。

（三）資料管理方式過于傳統(tǒng)

隨著我國二胎政策的開放，以及國貿(mào)等世界貿(mào)易交流的滲透，我國各區(qū)域出現(xiàn)不同的人口劇增情況。而隨著社會(huì)人員的暴漲，區(qū)域部門需要對(duì)資料信息進(jìn)行及時(shí)收集與處理[5]。傳統(tǒng)資料管理方式相對(duì)來說，已經(jīng)遠(yuǎn)不能為現(xiàn)代化建設(shè)供需，且在查閱、收集、整理等工作環(huán)節(jié)中都出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量、效率落差。同時(shí)，資料信息通過人工方式不能及時(shí)更新，造成資料有效期受到影響。

四、地理信息系統(tǒng)在數(shù)字化城市建設(shè)中應(yīng)用探究

（一）在交通管理中的應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)步與城市化進(jìn)程的加快，我國各城市均呈現(xiàn)出不同量的車輛數(shù)量增長，并且依據(jù)以往的發(fā)展數(shù)據(jù)來看，機(jī)動(dòng)車在我國的漲幅將不斷提升，為城市建設(shè)帶來了極大的壓力。在這種發(fā)展背景下，通過應(yīng)用GIS系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)規(guī)劃與管理，可以促進(jìn)停車系統(tǒng)性提升，滿足規(guī)劃要求，并促進(jìn)管理效率提高。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2018年，我國機(jī)動(dòng)車總共有四項(xiàng)污染物排放種類，總量排放量為4065.3萬噸。其中，一氧化碳（CO）3089.4萬噸，碳?xì)浠衔铮℉C）368.8萬噸，氮氧化物（NOx）562.9萬噸，顆粒物（PM）44.2萬噸。汽車是機(jī)動(dòng)車大氣污染排放的主要貢獻(xiàn)者，其排放的CO、NOx和PM超過90%，HC超過80%。按燃料分類，柴油車排放的NOx接近汽車排放總量的70%，PM超過90%;汽油車CO和HC排放量較高，CO超過汽車排放總量的80%，HC超過70%。占汽車保有量7.9%的柴油貨車，排放了60.0%的NOx和84.6%的PM，是機(jī)動(dòng)車污染防治的重中之重。詳情見圖1（不同燃料類型汽車污染物排放量分擔(dān)率統(tǒng)計(jì)表）。

同時(shí)，隨著交通的發(fā)達(dá)，我路過機(jī)動(dòng)車數(shù)量暴漲，隨之而來的不僅是建設(shè)建成的加快，還有噪音與空氣污染。通過應(yīng)用GIS，還可以為機(jī)動(dòng)車的空氣污染查詢與分析等提供系統(tǒng)顯示功能，及時(shí)了解機(jī)動(dòng)車污染狀況，為環(huán)保建設(shè)部門提供工作開展依據(jù)，促進(jìn)機(jī)動(dòng)車污染控制決策以及數(shù)據(jù)支持、技術(shù)支持性能提升。在噪音污染方面，為GIS系統(tǒng)提供噪音污染相關(guān)數(shù)據(jù)，并建立相關(guān)模型，對(duì)噪音污染狀況進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)，并建立相應(yīng)策略，從而降低城市污染率。

此外，在城市交通管理中應(yīng)用GIS，可以在車輛行駛、公路出行情況，以及物流配送、安全管理等多種環(huán)節(jié)中應(yīng)用，并通過合理、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)為不同工作提供依據(jù)與信息來源，幫助各領(lǐng)域制定完善的對(duì)應(yīng)策略與規(guī)劃方向。有效地保證了城市交通運(yùn)營的穩(wěn)定、協(xié)調(diào)、安全與合理性，促進(jìn)數(shù)字化城市建設(shè)更加完善。

（二）在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

在城市規(guī)劃中應(yīng)用GIS，可以有效將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并提升數(shù)據(jù)的可靠性與精準(zhǔn)性，促進(jìn)規(guī)劃建設(shè)更加合理與科學(xué)。GIS軟件可以為城市建設(shè)提供更加快捷的規(guī)劃，并依據(jù)規(guī)劃生成報(bào)告，以報(bào)告等形式為數(shù)據(jù)路提供依據(jù)，供城市建設(shè)所用。同時(shí)，應(yīng)用GIS技術(shù)可以及時(shí)對(duì)城市數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新，用最新統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)及時(shí)替代原始數(shù)據(jù)。

隨著科技不斷進(jìn)步，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)來獲得信息、數(shù)據(jù)與圖片等，得到的信息量較為準(zhǔn)確且更加豐富，所以在數(shù)字化城市建設(shè)中，將GIS與衛(wèi)星遙感技術(shù)融合，通過GIS對(duì)圖片空間進(jìn)行分析與處理，能夠加速推動(dòng)城市數(shù)字化建設(shè)。示例見圖2（GIS與衛(wèi)星遙感技術(shù)集合覆蓋圖）。

（三）在日常生活管理中的應(yīng)用

GIS在數(shù)字化城市中的應(yīng)用，主要是以系統(tǒng)、平臺(tái)的方式，構(gòu)建數(shù)字化城市基礎(chǔ)信息平臺(tái)，將城市中多元化的信息包含在內(nèi)，并進(jìn)行綜合分析與處理，通過仿建城市虛擬與現(xiàn)實(shí)建設(shè)的定量模型，為專家的論證以及領(lǐng)導(dǎo)的決策提供基礎(chǔ)依據(jù)[6]。GIS基礎(chǔ)信息平臺(tái)，將城市地理、資源、人文以及經(jīng)濟(jì)等多種環(huán)境基礎(chǔ)信息存放在城市信息總庫中，而與不同行業(yè)有關(guān)的欣榮分別存放在部門的信息中心里，通過總站與不同部門之間建立網(wǎng)絡(luò)連接，利用媒體與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)完成傳輸與應(yīng)用。城市中的信息總站，所管轄的內(nèi)容包含城市數(shù)字化信息管控，其他部門的系統(tǒng)則負(fù)責(zé)采集、維護(hù)以及發(fā)布等（詳見圖3數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）。

在城市建設(shè)中，出現(xiàn)問題最多的即是生活方面的問題，而居民的生活問題就是城市建設(shè)的重點(diǎn)問題。比如，日常垃圾的處理，以及突發(fā)事故的處置、城市工程中地下管線的鋪設(shè)等問題，都是城市建設(shè)與人們生活不可忽視的內(nèi)容。通過GIS的應(yīng)用，可以有效為問題的處理提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化城市建設(shè)加速的局面。

（四）公共服務(wù)中的應(yīng)用

城市建設(shè)離不開有效的城市管理，而管理工作不僅包含社會(huì)公共秩序的維護(hù)，還包括為人們提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、生活服務(wù)、制度保障服務(wù)等[7]。應(yīng)用GIS技術(shù)，可以促進(jìn)城市公共服務(wù)水平與質(zhì)量的提升，為人們創(chuàng)造更加舒適的生活環(huán)境。例如，將GIS技術(shù)應(yīng)用于公共設(shè)施管理系統(tǒng)中，以及醫(yī)療資源查詢系統(tǒng)中，為人們提供出行、就醫(yī)等活動(dòng)的便捷服務(wù)，從而為人們創(chuàng)造便捷的生活條件。

五、結(jié)束語

隨著我國科學(xué)技術(shù)進(jìn)步不斷加速，將城市建設(shè)為數(shù)字化模式已經(jīng)成為當(dāng)下一種建設(shè)趨勢(shì)。在建設(shè)進(jìn)程中，積極地應(yīng)用GIS可以有效促進(jìn)城市建設(shè)速度加快。想要合理應(yīng)用，首要目的就是明確地理信息系統(tǒng)在數(shù)字化城市建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，其次掌握城市規(guī)劃在建設(shè)中存在的問題，然后結(jié)合GIS為不同行業(yè)帶來的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行深入研究，從而為地理信息系統(tǒng)在數(shù)字化城市中的應(yīng)用提供理論性的依據(jù)，推動(dòng)數(shù)字化城市運(yùn)行。

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