智能城市測繪中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用分析

姜輝輝

（山東蘭圖地理信息工程有限公司，山東 煙臺 264003）

一、GIS 概述

（一）GIS 的基本概念

地理信息技術(shù)是城鄉(xiāng)規(guī)劃和土地管理中不可或缺的關(guān)鍵性技術(shù)之一，地理信息系統(tǒng)（GIS）能夠?qū)Φ乩砜臻g中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和總結(jié)，顯示出現(xiàn)階段土地利用的具體情況，為相關(guān)的管理工作奠定良好基礎(chǔ)。在現(xiàn)實(shí)生活中，不同的事物都具有自身的地理特點(diǎn)，對其特點(diǎn)的表達(dá)也可稱為空間信息、屬性信息等。GIS 技術(shù)便是將空間信息與屬性信息相結(jié)合，在空間和自身兩個角度對相應(yīng)的研究樣本進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、分析，將得出的結(jié)果利用三維地圖表現(xiàn)出來。

（二）GIS 的應(yīng)用領(lǐng)域

1.城鄉(xiāng)規(guī)劃

城鄉(xiāng)規(guī)劃是確定城市建設(shè)性質(zhì)、規(guī)模和發(fā)展方向，對土地資源的使用現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)分析，協(xié)調(diào)城鄉(xiāng)空間的合理使用方式。城鄉(xiāng)規(guī)劃中涉及資源、環(huán)境、人口、交通、經(jīng)濟(jì)、教育、文化和金融等多個地理變量和大量數(shù)據(jù)，地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理有利于將這些數(shù)據(jù)信息歸并到統(tǒng)一系統(tǒng)中。最后，對城市區(qū)域建設(shè)進(jìn)行全方位的審核和規(guī)劃，其中有道路交通、環(huán)境質(zhì)量、公共基礎(chǔ)設(shè)施等進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。利用地理信息系統(tǒng)作為城鄉(xiāng)規(guī)劃、管理和分析的工具，對有效提高規(guī)劃管理部門決策、管理、服務(wù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性有著重要的意義。

2.地圖制圖

地理信息系統(tǒng)技術(shù)源于機(jī)助制圖，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)技術(shù)在測繪界的廣泛應(yīng)用，為測繪與地圖制圖帶來了一場革命性的變化。二者的使用優(yōu)勢如下：地圖與數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式出現(xiàn)了革命性的轉(zhuǎn)變，繪制地圖的時間有效縮短，且地圖呈現(xiàn)的信息也能夠以更加清晰明了的形式展現(xiàn)在用戶面前。實(shí)現(xiàn)了移動終端中對電子信息的獲取需求，在車輛導(dǎo)航、出行等方面具有良好的應(yīng)用效果。

3.資源管理

資源管理是地理信息系統(tǒng)中最為基本的功能，指的是將城市建設(shè)中各項(xiàng)數(shù)據(jù)匯集在一起，并且利用地理信息技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，按照邊界劃分和從屬劃分等條件將城市建設(shè)中的資源進(jìn)行整體匯集。以土地利用需求為例，將不同用途的土地進(jìn)行劃分，明確區(qū)域中使用的土地面積與類型，按照高程帶劃分土地利用的種類，按照坡度大小劃分土地利用的現(xiàn)實(shí)情況，按照使用時間變化劃分土地的種類等，以上的劃分形式都能夠奠定良好的資源使用基礎(chǔ)，促進(jìn)我國城市規(guī)劃工作穩(wěn)定運(yùn)行。

二、測繪地理信息在智慧城市建設(shè)中的作用

（一）增強(qiáng)智慧城市的智能性

智慧城市之所以能夠提供多種多樣的智能化的服務(wù)，是因?yàn)橹腔鄢鞘心軌蛱幚砗Ａ康臄?shù)據(jù)信息，同時還存儲著海量的數(shù)據(jù)信息，為了能夠做出最優(yōu)的管理決策，智慧城市對于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性要求極高。只有基于可靠的數(shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn)高效的智能化城市管理。

在居民的日常生活中，測繪地理信息發(fā)揮著不可取代的作用。通過測繪地理信息能夠及時地獲取實(shí)時空間位置信息，能夠?yàn)榫用竦慕煌ǔ鲂械确矫嫣峁Q策依據(jù)。例如，基于地理測繪信息，智慧城市決策系統(tǒng)就能夠?yàn)槌鞘芯用竦某鲂杏?jì)算出最優(yōu)路徑，從而節(jié)約通行時間，提高通行效率?；跍y繪地理信息，還能夠?qū)μ囟▍^(qū)域內(nèi)所有的路線信息進(jìn)行綜合分析處理，這樣能夠?yàn)椴煌鲂心康牡娜巳汉Y選最優(yōu)的路徑。例如，對于游客而言，利用地理測繪信息能夠?qū)Ⅲw驗(yàn)感最佳的旅游路線推薦給游客。

（二）為智慧城市管理決策提供依據(jù)

測繪地理信息還能夠?yàn)橹腔鄢鞘性跊Q策管理中提供標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一參考數(shù)據(jù)?；跍y繪地理信息所提供的數(shù)據(jù)，智慧城市能夠?yàn)槌鞘芯用裉峁└又悄艿目臻g服務(wù)。例如，通過RS 等信息采集系統(tǒng)，智慧城市能夠?qū)崟r監(jiān)測各個地區(qū)的圖像和地理信息。為智慧交通采集所需要的數(shù)據(jù)信息.因此可以看出，利用測繪地理信息，有助于提升智慧城市管理決策系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性，從而提升智慧城市的建設(shè)質(zhì)量。

三、智慧城市測繪中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用具體表現(xiàn)

（一）城市規(guī)劃

在城市智慧化的規(guī)劃和發(fā)展中，信息技術(shù)的應(yīng)用加快了城市建設(shè)的步伐，測繪地理信息技術(shù)能夠提高信息內(nèi)容的應(yīng)用價值，并且可以整合相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的綜合管理應(yīng)用，促進(jìn)智慧城市的快速發(fā)展，為以后的規(guī)劃提供有價值的參考依據(jù)。

相關(guān)部門應(yīng)重視社會地理信息技術(shù)的應(yīng)用，不斷擴(kuò)大測繪地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，科學(xué)合理應(yīng)用城市的多種資源，促使城市地理信息數(shù)據(jù)更完善。測繪地理信息系統(tǒng)全面采集信息，處理后提高信息內(nèi)容質(zhì)量，促進(jìn)城市系統(tǒng)地理測繪數(shù)據(jù)內(nèi)容的傳輸和交流，既保證了地理測繪工作的效率和質(zhì)量，也加快了城市的規(guī)劃和發(fā)展。

例如，輕軌項(xiàng)目需要在社區(qū)周邊建設(shè)，由于施工現(xiàn)場地質(zhì)條件不理想，樁基施工完成后，輕軌周邊有較多社區(qū)。工程樁通過中間，最近的距離約為2.5～2.8m，工程樁會出現(xiàn)位移和建筑物沉降的可能。為確保工程安全性，需要實(shí)施變形監(jiān)測工作，同時應(yīng)用地理信息系統(tǒng)和三維地圖技術(shù)，進(jìn)行立體建模，獲取并分析具有參考價值的數(shù)據(jù)，為管理工作提供科學(xué)依據(jù)。

（二）消防工作

城市的發(fā)展和消防工作關(guān)系密切，相輔相成。城市的發(fā)展對消防工作的要求也逐漸提高，地理信息系統(tǒng)相關(guān)的情景模擬技術(shù)應(yīng)用到消防工作中，可以整合繁雜的消防工作，方便消防設(shè)施設(shè)備監(jiān)管工作的實(shí)施，同時能夠保障在出現(xiàn)緊急事故以后更快速地疏通交通、疏散人群等。技術(shù)人員應(yīng)用測繪地理信息系統(tǒng)可以全面掌握消防設(shè)施設(shè)備的地理位置以及具體功能，如可以掌握消防栓在城市中的分布情況以及不同的消防栓各自的用途。消防工作人員在執(zhí)行消防工作的過程中，能夠提前掌握事故出現(xiàn)地點(diǎn)的周邊環(huán)境情況以及消防設(shè)施設(shè)備的具體信息，為消防工作人員提供便利的工作條件，更快速地控制消防事故。

在城市的消防工作中合理應(yīng)用地理信息系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)，可以更快速準(zhǔn)確地為城市的規(guī)劃提供消防方面的參考數(shù)據(jù)?？梢詰?yīng)用專業(yè)軟件進(jìn)行建模，使用更先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)制定并完善應(yīng)急體系，提前掌握周邊人群的反應(yīng)。通過參考建模以后的結(jié)果，為疏散人群方案的制定提供依據(jù)，出現(xiàn)緊急消防事故時可以更高效地實(shí)施消防救援工作。

（三）旅游行業(yè)

隨著社會的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提升，也促進(jìn)了旅游行業(yè)的發(fā)展。應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)搭建旅游平臺以后，提升旅游行業(yè)管理和發(fā)展的現(xiàn)代化水平，加大應(yīng)用信息化技術(shù)的力度，提高旅游行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，有效保障了旅游行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。將測繪地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用到旅游行業(yè)中，更全面掌握旅游資源的分布情況，為旅游觀光人員提供旅游數(shù)據(jù)信息服務(wù)，旅游觀光人員可以根據(jù)自己的行程設(shè)計(jì)旅游路線，在有限的時間內(nèi)更好地享受旅游服務(wù)。

此外，在旅行過程中可以合理應(yīng)用地圖導(dǎo)航技術(shù)，設(shè)定更科學(xué)合理的行程路線，合成技術(shù)被應(yīng)用到獲取旅游景點(diǎn)圖像以后，旅游觀光人員能夠更形象、直觀地查看景點(diǎn)的實(shí)際情況。

（四）衛(wèi)星技術(shù)

在城市的規(guī)劃和發(fā)展中應(yīng)用進(jìn)的衛(wèi)星技術(shù)十分重要，能夠?qū)Τ鞘械囊?guī)劃方案實(shí)施更科學(xué)、客觀地評價，輔助工作人員設(shè)計(jì)城市發(fā)展方案，并根據(jù)實(shí)際需要規(guī)劃城市土地。在智慧城市規(guī)劃和發(fā)展過程中，需要制定并完善科學(xué)合理的土地使用體系，加快城市向前發(fā)展的步伐，確保城市發(fā)展工作能夠正常有序地進(jìn)行，提高城市的發(fā)展水平。將衛(wèi)星技術(shù)應(yīng)用到地理信息系統(tǒng)后，可以設(shè)計(jì)出更符合城市發(fā)展需要、更科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的地形圖，為土地規(guī)劃以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提供更有價值的數(shù)據(jù)信息。工作人員應(yīng)加強(qiáng)對衛(wèi)星技術(shù)應(yīng)用的重視程度，分析技術(shù)含量更高的地理信息系統(tǒng)，推動智慧城市的建設(shè)步伐。

四、將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于智能城市測繪工作中的有效策略

（一）廣泛收集地理數(shù)據(jù)信息

在智能城市測繪作業(yè)進(jìn)程中，通過合理使用地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)技術(shù)，可以高效地收集數(shù)據(jù)信息。不同于傳統(tǒng)測量方法，地理信息系統(tǒng)具有更為顯著的優(yōu)點(diǎn)。在收集數(shù)據(jù)信息時，為保持圖像信息的整體性，測繪人員可選擇多種分散方向開展測量作業(yè)。在選取數(shù)據(jù)信息保存手段時，測量人員可結(jié)合地面網(wǎng)絡(luò)寬度，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集、展示、檢測與保存。與此同時，為強(qiáng)化數(shù)據(jù)信息保存與收集的效果，測量人員可依托數(shù)字化方式開展收集作業(yè)活動，利用地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)技術(shù)，明確實(shí)際的地理位置信息并將其整合到地理信息系統(tǒng)內(nèi)，切實(shí)提高數(shù)據(jù)處理的效果與效率。

（二）高效處理空間數(shù)據(jù)信息

當(dāng)?shù)乩硇畔⑾到y(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時，其會依照一定的屬性特點(diǎn)、空間特點(diǎn)、時間特點(diǎn)。處理各類信息，從不同屬性對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行觀察。從某種意義上而言，地理信息系統(tǒng)的核心作用在于有效測量智能城市的建筑物與道路。例如，道路、路口在智能城市中屬于直觀屬性，而路口道路的具體名字則為副面屬性。通過將上述基礎(chǔ)信息上傳至地理信息系統(tǒng)內(nèi)，有助于測繪人員高質(zhì)高效地處理數(shù)據(jù)信息，強(qiáng)化地理信息處理工作的質(zhì)量與準(zhǔn)確性，為后續(xù)各項(xiàng)工作的有效開展打好基礎(chǔ)。例如，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)不但有助于推動城市測量工作地發(fā)展，還可帶動相關(guān)行業(yè)的快速進(jìn)步與發(fā)展。在新形勢下，信息處理工作也面臨著諸多困難。為有效解決各類困難，強(qiáng)化信息處理的有效性，測繪人員可引入網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對地理信息的多方位實(shí)時處理。在任何環(huán)境中，測繪人員都可依托遙感技術(shù)收集信息處理目標(biāo)，高效地采集地理信息，確保測繪人員可在顯示器內(nèi)清晰地觀察到不同標(biāo)的物的具體位置信息。

（三）強(qiáng)化數(shù)據(jù)信息的管理效果

在依托地理信息系統(tǒng)開展智能城市的測繪作業(yè)時，測繪人員可清楚地觀察到高架橋、道路、建筑物在智能城市中的具體位置。多數(shù)情況下，測繪人員主要用白線表示相關(guān)信息，用面來代替智能城市中的建筑物。在此基礎(chǔ)上，測繪人員還可有效整合相關(guān)信息并將其收集到數(shù)據(jù)信息庫中，開展集中的信息管理工作。在智能城市的建設(shè)進(jìn)程中，有關(guān)政府職能部門需要開展地鐵建設(shè)工程。由于地鐵路線所經(jīng)過的部分地段不具有較好的施工環(huán)境，這就使得地鐵工程完工后，其施工路線附近也會產(chǎn)生不同程度的沉降現(xiàn)象?；诖?，測繪人員可通過科學(xué)合理地運(yùn)用地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)技術(shù)，廣泛收集地鐵路線附近的地理數(shù)據(jù)信息并建立數(shù)字模型；借助數(shù)字模型對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入探究與管理，取得較為穩(wěn)定、客觀、全面的分析結(jié)果，進(jìn)而提高整體的管理水準(zhǔn)。

五、結(jié)語

在社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)城市建設(shè)中存在的一些問題逐漸暴露出來。隨著以信息技術(shù)為代表的各類科技的不斷發(fā)展，地理信息在城市建設(shè)中的應(yīng)用價值越來越高。為此，相關(guān)部門要創(chuàng)新理念，積極與各部門合作，結(jié)合城市本身的實(shí)際特征，利用地理信息技術(shù)，制定科學(xué)合理的城市建設(shè)方案。在此基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建可靠的地理信息數(shù)據(jù)庫及功能模塊建立高效的市民溝通渠道，進(jìn)一步發(fā)揮地理信息的應(yīng)用價值，促進(jìn)城市建設(shè)水平的全面提升。