在智慧城市建設(shè)中地理信息系統(tǒng)扮演怎樣角色？

發(fā)布日期：2018-12-27 00:00 瀏覽量：12264

在網(wǎng)絡(luò)化、信息化快速發(fā)展的今天，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，采用碎片化的分割管理模式的缺陷更加突出，既妨礙了效能的實(shí)現(xiàn)、加大了協(xié)調(diào)的成本，又阻礙了建設(shè)，也給公眾辦事帶來(lái)諸多的不便。智慧城市建設(shè)就是通過信息技術(shù)在新型城鎮(zhèn)化的規(guī)劃和建設(shè)、管理和運(yùn)行、生產(chǎn)和生活等各方面全方位的嵌入、滲透和應(yīng)用，提升城鎮(zhèn)化發(fā)展水平，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和政府行政效能大幅提升，它在城鎮(zhèn)化推進(jìn)的過程中扮演著越來(lái)越重要的角色。

智慧城市概述

智慧城市就是數(shù)字城市的智能化，是數(shù)字城市功能的延伸、拓展和升華，通過物聯(lián)網(wǎng)把數(shù)字城市與物理城市無(wú)縫連接起來(lái)，利用云計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)對(duì)實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)進(jìn)行快速協(xié)同處理，并提供智能化服務(wù)，提升人們對(duì)城市的感知能力、邏輯思維能力、自學(xué)習(xí)與自適應(yīng)能力和行為決策能力。

智慧城市的核心包括：

①感知化、互聯(lián)化、協(xié)同化和智能化；

②通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的智能傳輸和存儲(chǔ)，將多源異構(gòu)數(shù)據(jù)整合為一致性數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全城域數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，構(gòu)建智慧的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施；

③基于云計(jì)算這種新的服務(wù)模式，充分利用和調(diào)動(dòng)現(xiàn)有一切信息資源，通過構(gòu)架一個(gè)新型的服務(wù)模式或一種新的能提供服務(wù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，解決多源異構(gòu)海量數(shù)據(jù)的處理問題;

④利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)進(jìn)行快速和協(xié)同處理，對(duì)海量感知數(shù)據(jù)進(jìn)行并行處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)。

智慧城市的關(guān)鍵技術(shù)

1、基于物聯(lián)網(wǎng)的信息實(shí)時(shí)感知互聯(lián)技術(shù)

處不在的智能傳感器可以對(duì)物理城市實(shí)現(xiàn)全面、綜合的感知，并對(duì)城市運(yùn)行核心系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)感測(cè)，從而智能地獲取物理城市的各種信息。

2、基于云計(jì)算的多源數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和業(yè)務(wù)協(xié)同

云計(jì)算解決了搭建信息資源關(guān)聯(lián)交流平臺(tái)和信息孤島的問題。。基于城市地理空間數(shù)據(jù)集和城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集，依次構(gòu)建規(guī)劃、土地管理、房產(chǎn)、環(huán)境、水務(wù)、生態(tài)、旅游、公安、交通、消防、人防、地震、氣象和地下管網(wǎng)等專題數(shù)據(jù)，使城市空間數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和各種專題數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)空間和時(shí)間上的統(tǒng)一，并基于地址實(shí)現(xiàn)有機(jī)關(guān)聯(lián)，成為一個(gè)整體。

3、基于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘與智能分析技術(shù)

智慧城市的建設(shè)必然產(chǎn)生大數(shù)據(jù)，而大數(shù)據(jù)的應(yīng)用又反過來(lái)推進(jìn)智慧城市的建設(shè)。運(yùn)用并行處理技術(shù)對(duì)海量感知數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的可視化分析，依據(jù)數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、智能的一體化知識(shí)轉(zhuǎn)換原理，為人們提供各種不同層次、不同要求的決策知識(shí)。

地理信息科學(xué)的形成

地理信息科學(xué)是關(guān)于地理信息的本質(zhì)特征和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門學(xué)科，是近40年來(lái)新興的一門集地理學(xué)、計(jì)算機(jī)、遙感技術(shù)和測(cè)繪學(xué)于一體的邊緣學(xué)科。地理信息科學(xué)的形成與發(fā)展經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)輔助地圖制圖、地理信息系統(tǒng)、地理信息服務(wù)和地理信息科學(xué)不同的發(fā)展路徑。

1。以地圖制圖為目的的數(shù)字地圖制圖

早期地圖數(shù)字化的主要驅(qū)動(dòng)力是地圖制圖，地圖數(shù)據(jù)由某一特定比例尺的地圖經(jīng)數(shù)字化產(chǎn)生，以相應(yīng)的圖式和規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，依然保留著地圖的各項(xiàng)特征。地圖數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)可視化，忽略了實(shí)體的空間關(guān)系。

2。以應(yīng)用分析為目的的地理信息系統(tǒng)

幾乎與計(jì)算機(jī)制圖同時(shí)，人們開始利用計(jì)算機(jī)收集、存儲(chǔ)和處理各種與地理空間分布有關(guān)的屬性數(shù)據(jù)，并希望通過計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以直接為管理和決策服務(wù)。

3。以多技術(shù)集成構(gòu)建地理信息服務(wù)

地理信息服務(wù)是將實(shí)時(shí)空間定位技術(shù)(慣性導(dǎo)航定位、無(wú)線電定位導(dǎo)航、GPS、北斗和移動(dòng)通訊定位和室內(nèi)定位)、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)、移動(dòng)無(wú)線通訊技術(shù)(無(wú)線電專網(wǎng)、蜂窩移動(dòng)通訊和衛(wèi)星通訊)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)有機(jī)地集成在一起，實(shí)現(xiàn)了地理信息收集、處理、管理、傳輸和分析應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化，并在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為地理信息用戶提供實(shí)時(shí)、高精度和區(qū)域乃至全球的多尺度地理信息，對(duì)移動(dòng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)跟蹤和導(dǎo)航定位服務(wù)的系統(tǒng)。地圖數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)共同支撐了地理信息服務(wù)。

4。以多學(xué)科融合形成地理信息學(xué)科

隨著地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深入，人們開始關(guān)注地理信息表達(dá)的合理性、地理建模分析的科學(xué)性以及地理信息系統(tǒng)技術(shù)的智能性。在其發(fā)展過程中，以測(cè)繪為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)庫(kù)為儲(chǔ)存和檢索的地理數(shù)據(jù)，以計(jì)算機(jī)編程為平臺(tái)逐步完善了地理信息的獲取、處理、存儲(chǔ)、管理、提取、可視化和分析等技術(shù)體系，使地理信息學(xué)科不僅包含了現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)的所有內(nèi)容，且研究范圍較之現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)更加廣泛。

地理信息科學(xué)在智慧城市建設(shè)中的地位和作用

地理信息科學(xué)在智慧城市建設(shè)中的地位和作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、地理科學(xué)是智慧城市的理論支撐之一

地理信息科學(xué)從信息流的角度研究地球表層自然要素與人文要素的相互作用及其時(shí)空變化規(guī)律，通過對(duì)地表各圈間信息的形成和變化機(jī)制及傳輸規(guī)律進(jìn)行研究，揭示地理信息的發(fā)生和形成及其相互作用機(jī)理。為了控制和調(diào)節(jié)城市系統(tǒng)的物質(zhì)流、能量流和人流等社會(huì)化指標(biāo)，利用和發(fā)展數(shù)學(xué)工具對(duì)其進(jìn)行分析和推理，獲得對(duì)城市事物運(yùn)動(dòng)機(jī)理的認(rèn)知，從而達(dá)到預(yù)測(cè)和控制事物運(yùn)動(dòng)的目的，解決城市發(fā)展人口、住宅、就業(yè)、交通、治安、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)等問題。

2、地理信息科學(xué)是多學(xué)科的融合和綜合

理信息系統(tǒng)描述和管理的對(duì)象是地理。地理信息科學(xué)的應(yīng)用涉及城市、區(qū)域、土地、災(zāi)害、資源、環(huán)境、交通、水利(水務(wù))、農(nóng)業(yè)、產(chǎn)業(yè)、人口、文化、衛(wèi)生、治安、住房、城管、基礎(chǔ)設(shè)施和規(guī)劃管理等領(lǐng)域的政府部門、企業(yè)規(guī)劃、物流和大眾出行服務(wù)。

3、天空地遙感是感知城市環(huán)境變化的主要手段

天空地遙感感知在智慧城市中的主要功能是識(shí)別物體和采集信息，用于解決人類世界和物理世界的數(shù)據(jù)獲取問題。采用傳感器技術(shù)、條形碼技術(shù)、智能終端(智能手機(jī)、平板電腦、智能電視和智能卡等)、RFID技術(shù)、影像采集、衛(wèi)星遙感、無(wú)人飛機(jī)攝影以及車載/機(jī)載三維激光雷達(dá)等實(shí)現(xiàn)對(duì)城市范圍內(nèi)人、事件、基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和建筑等方面元素的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)識(shí)別和信息采集。

4、地理信息系統(tǒng)是智慧城市的核心軟件支撐

在智慧城市建設(shè)中，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)手段對(duì)城市進(jìn)行多尺度、多時(shí)空和多種類的數(shù)據(jù)描述。在越來(lái)越多的智慧城市實(shí)踐中，空間信息和以此為基礎(chǔ)建立的空間信息共享、協(xié)同平臺(tái)，以及由此衍生的空間信息服務(wù)生態(tài)體系已成為智慧城市建設(shè)的核心支撐之一。

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