地理信息技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用

錢盈庭

（沈陽市土地儲(chǔ)備服務(wù)中心，遼寧沈陽 110014）

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)生活水平的要求越來越高，智慧城市將會(huì)是一個(gè)不可阻擋的發(fā)展趨勢。地理信息技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代最有影響的一種信息技術(shù)，在城市的建設(shè)與規(guī)劃中得到了廣泛的應(yīng)用?！爸腔邸崩砟钊找嫔钊肴诵?，“智慧城市”是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略目標(biāo)。地理信息技術(shù)以其高效率的信息處理能力和全面的數(shù)據(jù)收集能力，在智慧城市中應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。

一、智慧城市和地理信息系統(tǒng)

廣義的智慧城市是指科技發(fā)展到一定程度后，利用信息化、科技化、數(shù)字化的方式，實(shí)現(xiàn)城市智慧化的管理與運(yùn)營。近幾年，智慧城市的發(fā)展在國內(nèi)外已取得了許多卓越的成果，具有很好的發(fā)展前景。但是，智慧城市是一個(gè)長期、參與行業(yè)眾多的綜合性建設(shè)項(xiàng)目，它必須通過多學(xué)科、多行業(yè)的合作才能進(jìn)行。

地理信息系統(tǒng)是一種以計(jì)算機(jī)軟件和軟件為支撐，以采集、存儲(chǔ)、分析、處理、生成精確的數(shù)據(jù)模型的信息系統(tǒng)[1]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷更新，地理信息系統(tǒng)的各種功能也在不斷的擴(kuò)充，它強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和分析能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人類的想象。目前，地理信息系統(tǒng)已滲透到人們的日常生活各個(gè)領(lǐng)域，在定位、定位、導(dǎo)航、地理信息系統(tǒng)或分布查詢等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

二、地理信息技術(shù)及其數(shù)據(jù)特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)是一種用來采集、存儲(chǔ)、管理、分析和顯示空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是在專業(yè)技術(shù)人員的操作下，完成對(duì)空中、地表等區(qū)域中分布數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)而形成地理空間數(shù)據(jù)庫，這個(gè)數(shù)據(jù)庫會(huì)按照一定的方法進(jìn)行存儲(chǔ)，便于數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計(jì)。

地理信息系統(tǒng)的資料包括分向量資料和光柵資料。地理數(shù)據(jù)庫中的點(diǎn)、線、面等都是向量數(shù)據(jù)，而圖片和遙感圖像則是由多個(gè)像素構(gòu)成的光柵數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)就是將地球上的某些自然現(xiàn)象、事件進(jìn)行繪圖、描述、分析，將其可視化和空間分析功能與數(shù)據(jù)庫處理（如查詢、統(tǒng)計(jì)分析）相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市進(jìn)行數(shù)字化，獲取必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[2]。

此外，地理信息系統(tǒng)還具有強(qiáng)大的分析能力，能夠從數(shù)據(jù)庫中提取出目標(biāo)的地理位置、分布、空間演化等信息，其中包括了圖形算法、區(qū)劃、網(wǎng)絡(luò)分析、空間內(nèi)插等，為智慧城市的建設(shè)提供了技術(shù)支持和科學(xué)基礎(chǔ)。

遙感是一種在不接觸的情況下，由傳感器在很遠(yuǎn)的地方對(duì)地面進(jìn)行探測的技術(shù)，它可以將探測的內(nèi)容反射回地球電磁波上，然后再對(duì)其進(jìn)行處理，再由圖像處理軟件對(duì)其進(jìn)行分析和解讀，從而獲得所需要的地理信息。目前，遙感影像的解析度已經(jīng)達(dá)到了亞米級(jí)，可以通過遙感影像獲得更多的資料。

全球定位系統(tǒng)（GPS）由三部分組成：全球定位衛(wèi)星；地面監(jiān)視系統(tǒng)，包括主控站、監(jiān)測站和注入站；全球定位系統(tǒng)接收器，全球定位系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地定位目標(biāo)，獲得準(zhǔn)確的經(jīng)緯坐標(biāo)。全球定位系統(tǒng)具有測量精度高、速度快、抗干擾能力強(qiáng)、不限用戶人數(shù)等特點(diǎn)。

三、地理信息技術(shù)對(duì)智慧城市建設(shè)的意義

1.加快智慧城市建設(shè)中智能化技術(shù)的應(yīng)用

智慧城市建設(shè)的首要目標(biāo)是為人民服務(wù)，而采用科學(xué)的管理方法，可以使工作人員更好地完成工作。智慧城市的建設(shè)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，涉及到許多方面的工作，包括信息的處理[3]。在此過程中，必須確保工作流程的有序，并確保資料的真實(shí)性。智慧城市的建設(shè)必然會(huì)推動(dòng)智能服務(wù)的發(fā)展，人們在獲得極大便利的同時(shí)，也會(huì)在一定程度上適應(yīng)服務(wù)的方式與內(nèi)容。利用測繪地理信息技術(shù)，可以將基礎(chǔ)信息與城市基礎(chǔ)信息相結(jié)合，為城市發(fā)展提供更好的途徑，增強(qiáng)城市建設(shè)的穩(wěn)定性。

2.有效拓展智慧城市建設(shè)的相關(guān)服務(wù)

智慧城市建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜而繁重的工程，它涉及到建設(shè)交通系統(tǒng)、建設(shè)電網(wǎng)、建設(shè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等。在可持續(xù)發(fā)展思想的推動(dòng)下，智慧城市建設(shè)的概念越來越清晰，新技術(shù)的運(yùn)用也越來越廣泛。為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，確保整個(gè)智能城市的建設(shè)質(zhì)量，必須首先構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一的地理信息技術(shù)系統(tǒng)，為其提供可靠的基礎(chǔ)資料[4]。在建設(shè)智慧城市的過程中，要逐步加大對(duì)地理信息技術(shù)的宣傳，并充分發(fā)揮地理信息技術(shù)的作用，使其在各個(gè)方面都能得到精確的地理信息技術(shù)數(shù)據(jù)，從而確保城市的建設(shè)質(zhì)量。在智慧城市的建設(shè)中，要把節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)思想與可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合。

四、地理信息技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用

1.低空攝影測量技術(shù)的應(yīng)用

目前，在我國城市建設(shè)中，采用的主要方法是采用低空攝影測量技術(shù)。低地?zé)o人駕駛飛機(jī)是一種重要的測量手段。將所拍到的圖像傳送到電腦上，再根據(jù)所拍到的圖像，進(jìn)行測量和繪制。采用低空攝影測量系統(tǒng)，其目的在于構(gòu)造一個(gè)城市的立體立體模型，需要對(duì)城市的立體地形有一定的認(rèn)識(shí)，可以根據(jù)城市的具體情況，繪制出三維立體圖。在這個(gè)過程中，還有一種技術(shù)那就是可視化技術(shù)，可以很容易的觀察到模型。

2.高分辨衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用

遙感技術(shù)是我國城市發(fā)展和建設(shè)中應(yīng)用最久的一項(xiàng)技術(shù)，它的應(yīng)用歷史可以追溯到上個(gè)世紀(jì)。另外，遙感技術(shù)在我國的城市建設(shè)中有著重要的意義，它還可以應(yīng)用于人們的生活、生產(chǎn)等各個(gè)方面，比如在農(nóng)業(yè)方面，通過遙感技術(shù)可以對(duì)農(nóng)作物的生長進(jìn)行更直觀的觀測。高分辨率的衛(wèi)星遙感可以讓人們對(duì)地面的基本情況有更清楚的了解。在實(shí)際運(yùn)用中，將地理信息技術(shù)和其他先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)更多的測繪工作。而這些技術(shù)的結(jié)合和運(yùn)用，將會(huì)在農(nóng)業(yè)、交通、醫(yī)療等方面得到進(jìn)一步的發(fā)展，從而使得這個(gè)方面的工作更有條理，更有條理。遙感技術(shù)的應(yīng)用，主要是為了掌握基本的土地信息，確保城市的建設(shè)與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)，并確保人民的生活品質(zhì)。

3.傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用

近年來，我國在地理信息測繪中興起了一種新的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，即傾斜攝影技術(shù)技術(shù)。它主要是通過對(duì)地面數(shù)據(jù)的收集和科學(xué)處理。傾斜攝影技術(shù)是一種將地面數(shù)據(jù)采集技術(shù)與航空攝影技術(shù)相結(jié)合的有效方法，通過對(duì)兩者的運(yùn)用以達(dá)到提高工作效率和工作質(zhì)量的目的。與其他攝影技術(shù)相比，傾斜攝影技術(shù)可以從多個(gè)角度進(jìn)行拍攝，以改善整個(gè)拍攝效果。同時(shí)，采用傾斜攝影技術(shù)可以將所拍到的圖像進(jìn)行綜合處理。

五、智慧城市的發(fā)展方向

隨著智慧城市的發(fā)展，將會(huì)有越來越多的人使用地理信息技術(shù)，而地理信息技術(shù)將是未來智能城市建設(shè)的重要組成部分。運(yùn)用測繪地理信息技術(shù)技術(shù)，可以在城市中進(jìn)行更多的活動(dòng)，從而提升人民的生活品質(zhì)，加快智慧城市的建設(shè)步伐。因此，要確保整個(gè)城市建設(shè)的質(zhì)量，必須要掌握有關(guān)的地理資料，認(rèn)真分析人民對(duì)智慧城市的需求，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行分析和處理。同時(shí)，在智慧城市的發(fā)展與建設(shè)中，也要注重每一個(gè)環(huán)節(jié)，以推動(dòng)智慧城市的發(fā)展與進(jìn)步。

六、地理信息技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用領(lǐng)域

1.交通規(guī)劃與導(dǎo)航

公路的規(guī)劃與管理需要大量的信息，在獲取、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析等過程中，存在著許多問題。利用地理信息系統(tǒng)，采集道路信息，對(duì)公交線路、車站進(jìn)行調(diào)整，利用地理信息技術(shù)對(duì)公交線路、車站進(jìn)行定位，并將其與線路圖層相結(jié)合，利用統(tǒng)計(jì)分析得到正確的結(jié)果，并對(duì)其進(jìn)行修改和改進(jìn)，從而達(dá)到更高的精度。地理信息技術(shù)應(yīng)用于道路交通規(guī)劃，可以方便快捷地獲得準(zhǔn)確的信息，從而使城市交通規(guī)劃更為科學(xué)、合理。

2.災(zāi)害監(jiān)測及預(yù)警

遙感衛(wèi)星具有快速、精確、可靠的地面數(shù)據(jù)采集功能，與地理信息技術(shù)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，可用于災(zāi)害監(jiān)測；地理信息技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠迅速應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，對(duì)災(zāi)情進(jìn)行快速的分析。地理信息技術(shù)在災(zāi)情發(fā)生時(shí)的信息獲取、救災(zāi)決策和災(zāi)難恢復(fù)等方面起著舉足輕重的作用。

3.土地確權(quán)

長期以來，由于缺乏對(duì)數(shù)字信息的有效管理，使得我國的土地管理工作陷入了混亂之中。針對(duì)目前我國農(nóng)村土地確權(quán)存在的問題，運(yùn)用現(xiàn)代地理信息技術(shù)，可有效提高土地管理工作的效率，節(jié)約人力和物力，同時(shí)保證了調(diào)查的準(zhǔn)確性。農(nóng)村集體土地的確權(quán)工作，其主要內(nèi)容就是利用高清遙感圖像對(duì)每一片土地進(jìn)行信息采集，然后對(duì)每一片土地的面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)實(shí)地勘測數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行修正，對(duì)信息進(jìn)行歸類，最后按照國家、地方政府的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制圖。

4.犯罪分布研究

城市建設(shè)中犯罪問題是一個(gè)不容忽視的問題。從時(shí)空角度分析，犯罪活動(dòng)是有規(guī)律的。運(yùn)用地理信息技術(shù)對(duì)某一地區(qū)的犯罪問題進(jìn)行分析，能反映出地域犯罪的空間和時(shí)間空間分布特點(diǎn)，從而對(duì)犯罪進(jìn)行有效的控制，對(duì)區(qū)域犯罪的防范有一定作用。

5.古建筑保護(hù)

利用地理信息技術(shù)進(jìn)行三維激光掃描可以有效地保護(hù)古建筑。采用三維激光掃描技術(shù)，由離散向量距離點(diǎn)組成點(diǎn)云，通過數(shù)據(jù)匹配，建立高精度DEM，通過點(diǎn)、多邊形、曲線、曲面等多種形式對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行三維建模。在古代建筑遭受損壞的情況下，可以采用三維建模方法進(jìn)行修復(fù)，以達(dá)到保護(hù)文物的目的。三維激光掃描技術(shù)測量范圍廣，時(shí)間短，精度高，數(shù)據(jù)處理方便；它的點(diǎn)云技術(shù)可以進(jìn)行深層模型重構(gòu)，在古代建筑的保護(hù)中得到了廣泛的應(yīng)用。

七、結(jié)語

智慧城市是城市一種更高層次的發(fā)展模式，其發(fā)展對(duì)人們的居住環(huán)境產(chǎn)生了很大的影響。智慧城市的建設(shè)是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，如何將地理信息技術(shù)與智慧城市結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)地理信息與資源的整合，提高城市的建設(shè)效率與質(zhì)量，是智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵。與此同時(shí)，智慧城市的發(fā)展和建設(shè)也對(duì)地理信息技術(shù)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。目前地理信息技術(shù)在我國的城市建設(shè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)中都有廣泛的應(yīng)用，而地理信息技術(shù)自身也在技術(shù)上不斷提升、與時(shí)俱進(jìn)，以達(dá)到更好的服務(wù)于智慧城市的目的。