地理信息系统在智慧城市中的应用分析

地理信息系统在智慧城市中的应用分析

作者：王金程

来源：《科技信息·下旬刊》2017年第09期

摘要：随着城市化进程的不断加快，城市问题的出现成为了阻碍城市化发展的重大难题，伴随着信息技术的发展，智慧城市的出现为解决城市问题促进城市可持续发展提供了新的发展方向。其中，地理信息系统在智慧城市中不仅是数据收集管理的工具，还能充当数据整合和共享的平台，为智慧城市顶层设计提供数据支持，为促进智慧城市中各部门协作和城市的规范管理有一定的积极意义。本文通过对地理信息系统和智慧城市进行概述，并深入分析了地理信息系统在智慧城市的应用，以期促进地理信息系统在智慧城市顶层设计中的推广。

关键词：地理信息系统；智慧城市；应用

1引言

随着我国城市化进程的加快，城市化水平日益提升，并且伴随着科技的发展和信息技术的广泛运用，人们对城市生产和生活的要求愈来愈高，由此，智慧城市应运而生。地理信息系统作为集采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述为一体的十分重要的空间信息系统，在计算机技术日渐发展的今天，其功能和运用范围也得到了极大的发展，尤其是在智慧城市的运用中，其功能不仅仅局限于提供数据等信息的收集和整理，在经过了平台化的信息整合和共享后，还能促进城市各个部门的协作，为城市建设和管理决策提供可靠依据，优化城市化建设和管理。因此对地理信息系统在智慧城市中的应用进行分析，准确定位地理信息系统在智慧城市中的功能，对促进地理信息系统的价值发挥有重要作用。

2地理信息系统及智慧城市概述

从1967年，汤姆林森博士开发的加拿大地理信息系统成为世界上第一个真正投入应用的地理信息系统，到20世纪末产业的发展刺激了地理信息系统应用的飞速发展，地理信息系统开始得到巩固和规范。地理信息系统就是在计算机系统的支持下，对整个或部分地球表层，包括大气层空间中的地理数据进行属性采集等处理的综合信息管理系统。其中的地理数据又包括①空间位置数据如绝对位置大地经纬度坐标、相对位置关系等；②属性特征数据即地理要素特征的定性或定量指标，如大楼高度、公路长度等；③时空特征数据即某段时间阶段的特征变化数据。空间、属性和时空特征也正是地理空间分析的三大要素。此外，地理数据还具有区域性、空间层次性和动态性等特点。地理信息系统不仅是人们用于收集、处理地理空间数据的工具，还是人们用来研究、解决地理空间问题的知识库，同时还是一门关于空间信息处理技术的科学技术。

当今世界物联网、云计算等信息技术的发展和知识社会环境下的开放创新精神是智慧城市发展的主要驱动力。智慧城市通过运用信息和通信技术手段对城市运行的各项重要信息进行监测、分析和整合，由此对城市服务、公共安全、工商业活动、环保运作以及基本的民生需求做出智能化响应，即对城市进行智慧化管理，以提高城市人民的生活水平，促进城市的和谐发展。智慧城市的建设的关键是信息发展技术，但智慧城市不仅仅是信息技术的智能化应用，还包括了人的智慧和可持续发展内涵。目前城市人口不断增多，由此引发的环境污染、资源短缺、交通堵塞等问题已经成为了阻扰城市化进程推进的重大难题，智慧城市的出现有助于实现城市可持续发展，通过信息共享平台进行资源整合，对城市进行精细化管理，减少资源浪费和环境污染，解决交通堵塞，提高人们生活满意度，对城市的和谐发展具有一定的积极意义。

3智慧城市建设过程中对于地理信息技术的应用分析

地理信息系统在智慧城市中的体系结构可以分为三层：①数据层；地理信息系统是集数据收集和数据处理为一体的空间信息系统，其庞大的数据层可以起到为智慧城市建设做基础的数据库的作用，通过对地理场景数据的提取整理便可以将地理场景模型进行处理，划分不同层次的地理场景，以便后续调整的需要。②逻辑层；逻辑层对应的是系统的业务需要，主要作用是对后台数据进行调用，对建设规划进行分析，对热点区域进行定位和属性查询，还能通过三维场景的浏览，实施飞行和漫游等职能。③应用层；应用层是系统和用户的接口，用户通过客户端实现对系统功能的调用，还能浏览系统中所收集的三维场景和建设规划模型，通过三维模型能更直观地观察到建设规划的优缺点，及时进行更新和改进。

智慧城市中的地理信息系统包括四个部分，第一部分是影像数据，包括航空影像数据和卫星影像数据，由两种数据组建出的三维模型不仅内容丰富，并且直观清晰。第二部分是数字模型图，地理信息系统最重要的功能便是在借助了相关设备对所求建筑的规划进行三维扫描，由此提取数据进行三维模型建立，通过计算机能将一个城市的特定建筑以三维模式表达出来。第三部分是场景数据，在三维地理信息系统平台中，在未来场景建设的精细化模拟中通过添加小型模型使得设计规划更加合理、美观。第四部分是二维基础地理数据，虽说三维系统是二维系统的发展与延伸，但在三维地理信息系统中仍然保留着二维系统的部分功能，其中的二维基础地理数据便充当着三维系统的有效信息支撑。

平面化的场景设计规划确实简便直观，也是设计中较为常用的方法，但在平面图中建筑等的属性信息难以直观地表达，只能通过数字等的标识加以描述。而利用地理信息系统的三维影像浏览功能和方案规划对比功能，在三维模型中则能更直观地看到城市规划的场景，规划者能对比方案的真实性和可行性及时修改规划方案，比起平面设计来更为简便科学。

4结语

智慧城市中地理信息系统的应用极大地简便了城市规划者的工作，在系统中不仅可以对城市的空间信息进行收集和分析处理，还能在客户操作平台上实现地理空间数据的可视化，将规

划蓝图生动地展现在设计者眼前，这种尤其直观清晰的展示无疑为设计者发现其设计的优缺点提供了更好的环境，这种数据的智能化为城市建设规划的提速和优化提供了有力支持。智慧城市作为未来城市化发展的新型模式，其发展前景不言而喻，作为智慧城市的重要支撑技术的地理信息系统也定将拥有广大的前景。

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