城市管理中地理信息系統(tǒng)的建立和應(yīng)用研究

張彥 邵楠

（沈陽市勘察測繪研究院，遼寧 沈陽 110004）

0 引言

自21世紀(jì)以來，信息化、數(shù)字化在各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)出了其無法取代的重要地位，當(dāng)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也日益革新，朝著信息化發(fā)展。信息技術(shù)的迅速發(fā)展，改變了許多傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展模式，重新塑造了新的生產(chǎn)方式，進(jìn)一步加速了經(jīng)濟(jì)全球化。作為一種有效的信息分析體系，地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)已經(jīng)顯現(xiàn)出其不可替代的優(yōu)勢。地理信息系統(tǒng)起源于20世紀(jì)60年代，主要利用計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)，集數(shù)據(jù)采集、分析處理、管理輸出為一體，由地理、計(jì)算機(jī)、測繪、信息、環(huán)境、管理等學(xué)科組成的一門新興學(xué)科。它主要優(yōu)點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)地理信息圖形化、可視化，因而獲取的信息內(nèi)容也更加豐富、靈活。對于其存儲和處理的數(shù)據(jù)類型而言，空間數(shù)據(jù)可以反映地理事物空間位置的信息，而屬性數(shù)據(jù)則可以反映地理事物其它特征的信息，如城市人口、經(jīng)濟(jì)總量等。進(jìn)入新時(shí)期，管理理念也發(fā)生著巨大的變化，地理信息系統(tǒng)也慢慢被用于城市管理并體現(xiàn)了其無法替代的作用。城市管理中，需要涉及方方面面的內(nèi)容，而且負(fù)責(zé)規(guī)劃與管理的各司其職，使用對象不盡相同。地理信息系統(tǒng)的使用者中不僅有政府部門還有各職能專業(yè)部門以及部分民眾。因此，建立、優(yōu)化城市管理中的地理信息系統(tǒng)就顯得尤為重要，這對于提高城市整體綜合水平具有十分重要的意義。

1 地理信息系統(tǒng)的建立和應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)功能十分強(qiáng)大，它不僅包含了空間數(shù)據(jù)的采集、存儲和處理，還可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析建立模型，最終通過空間信息輸出結(jié)果制作各種類型的地圖用于實(shí)際問題的預(yù)測和解決。

1.1 地理信息系統(tǒng)的建立

地理信息系統(tǒng)在城市的發(fā)展規(guī)劃中起著無可比擬的作用，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)的建立也日益迫切。如何建立一套完整的地理信息系統(tǒng)使其更好地服務(wù)管理、監(jiān)控、發(fā)展等其他方面，也顯得越來越重要。城市管理與規(guī)劃涉及要素多、事務(wù)雜，不僅要包括地理事物空間位置的空間信息數(shù)據(jù)而且要包含反應(yīng)地理事物其它特征信息的屬性數(shù)據(jù)。因此建立起如此龐大精密的系統(tǒng)就顯得尤為復(fù)雜?？傮w說來，城市管理中地理信息系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。

從圖中可以看出，對于整個(gè)系統(tǒng)，要建立起一個(gè)地理信息系統(tǒng)，首先要有現(xiàn)有地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)以及其它形式數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的獲取可以構(gòu)成系統(tǒng)的信息源。通過信息源，計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集分析和處理，之后再與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對分析，輸出我們所想要的不同類型數(shù)據(jù)。通過獲得的輸出信息，最后就可以通過計(jì)算機(jī)模擬等過程給出最終一個(gè)最優(yōu)化的決策方案。利用系統(tǒng)，可以完成辦文、規(guī)劃、測繪地籍管及土地等基礎(chǔ)設(shè)施的最優(yōu)化管理。

1.2 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

由于地理信息系統(tǒng)在時(shí)間、空間信息以及智能、規(guī)范、可視化上的優(yōu)越性，它已經(jīng)被利用到了各個(gè)方面，具體如圖2所示。就目前而言，國內(nèi)外此方面發(fā)展程度不一，但是在基礎(chǔ)地理信息建設(shè)、城市道路交通、體育賽事管理、醫(yī)療救護(hù)、商業(yè)活動(dòng)以及軍事等方便已經(jīng)展現(xiàn)出了其強(qiáng)大的功能。比如美國亞特蘭大已經(jīng)可以利用地理信息系統(tǒng)分析貧困、少年孕育率等社會分析；在已經(jīng)過去的25屆巴塞羅那奧運(yùn)會上，地理信息系統(tǒng)的發(fā)揮為運(yùn)動(dòng)會安全、交通安排與重要任務(wù)的安全保衛(wèi)和行程路線選定等做出了指導(dǎo)。根據(jù)地理信息系統(tǒng)提供的如讓農(nóng)化分析數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際情況，固定農(nóng)場土壤施肥濃度，并利用地理信息系統(tǒng)自動(dòng)施肥。這些所有現(xiàn)實(shí)的例子都是地理信息系統(tǒng)其強(qiáng)大功能的體現(xiàn)?？傮w說來，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)在許多領(lǐng)域有成熟的應(yīng)用。

1.2.1 基礎(chǔ)地理信息建設(shè)

對于一個(gè)城市而言，其建設(shè)涉及到許多方面，如資源環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、交通、教育、文化和金融等，這些信息具有多個(gè)地理變量信息，包含著大量信息的數(shù)據(jù)。因此如何統(tǒng)籌兼顧合理利用資源，做出最合理的建設(shè)方案就顯得尤為重要。將所有信息數(shù)字化、實(shí)時(shí)化是目前最為重要的應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)對城市的整體規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃、二次規(guī)劃提供發(fā)展向?qū)Вo出較為詳盡的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)階段，隨著人類活動(dòng)日益頻繁，土地資源日趨匱乏，土地的使用和處理批復(fù)可以利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行劃界標(biāo)定，提供所有與土地規(guī)劃方面各類信息的查詢。這對于政府部門評價(jià)、管理和規(guī)劃整個(gè)城市的發(fā)展提供了詳實(shí)可靠的依據(jù)，并可以精確規(guī)劃空間布局，使得所有資源得到最優(yōu)化利用。城市規(guī)劃中基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)越來越多，GIS在城市建設(shè)中也越來越廣泛應(yīng)用，這也將是未來城市規(guī)劃所發(fā)展的重要方向。

1.2.2 城市道路交通

作為城市的重要組成緩解，城市道路交通對一個(gè)城市的發(fā)展影響是至關(guān)重要的。采用地理信息系統(tǒng)，可以建立智能交通系統(tǒng)，緩解交通擁堵并且可以減少交通事故。利用組建的系統(tǒng)，可以獲得三維空間地理信息，更加豐富了解決擁堵的手段。在我國，像北京等大型城市已經(jīng)有了地理信息系統(tǒng)在城市道路交通中的實(shí)地應(yīng)用。它按照使用對象，分為對內(nèi)和對外顯示子系統(tǒng)。各個(gè)權(quán)限不同，對外，系統(tǒng)將交通信息通過網(wǎng)絡(luò)、電視、廣播等數(shù)據(jù)發(fā)布于網(wǎng)上，出行者就可以進(jìn)行查詢；對內(nèi)則可以通過系統(tǒng)進(jìn)行交通指揮調(diào)度，提高工作效率。對于城市交通而言，運(yùn)輸量逐年上漲，所運(yùn)輸?shù)呢浳镆捕鄻踊?，特殊物品比如危險(xiǎn)品的運(yùn)輸需要特殊處理。因?yàn)檫@些物品通常為易燃、易爆或是有毒等，因此，其運(yùn)輸上需要萬分小心。對于這些物品，就需要對運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行路徑評價(jià)及規(guī)劃。運(yùn)輸是，需要統(tǒng)籌最短路線、運(yùn)輸成本、事故概率等，選出最佳路線。采用地理信息系統(tǒng)，可以提高危險(xiǎn)品運(yùn)輸路徑選擇的實(shí)用性和可操作性。

1.2.3 在災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用

對GIS而言，其最主要的作用就是可以把數(shù)據(jù)以地圖的方式表現(xiàn)出來。這個(gè)地圖中包含了所有空間要素和相應(yīng)的屬性信息及其組合特性。將地理信息系統(tǒng)和其它技術(shù)如遙感技術(shù)結(jié)合，可以有效檢測、預(yù)報(bào)森林火災(zāi)、洪澇災(zāi)害等自然災(zāi)害。通過地理信息系統(tǒng)，可以進(jìn)行信息管理、查詢和分析，給出災(zāi)害影響范圍，明確救災(zāi)物資調(diào)配的最佳路線，這樣就可以將受災(zāi)人員、財(cái)產(chǎn)就行安全有效轉(zhuǎn)移。這些，可以為領(lǐng)導(dǎo)者提供決策依據(jù)，進(jìn)行災(zāi)情統(tǒng)計(jì)與評估，并為災(zāi)后重建提供重要依據(jù)。

1.2.4 商業(yè)活動(dòng)

現(xiàn)階段，信息技術(shù)迅猛發(fā)展，任何一個(gè)行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r都與信息的獲得息息相關(guān)，地理信息系統(tǒng)也慢慢被營銷學(xué)所接受，成為營銷管理一個(gè)重要工具。一方面，地理因素決定了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的好壞，另一方面，基于地理信息的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)給出了一種新的市場分析方法，給商家尋求新的營銷方法指明了方向。基于互聯(lián)網(wǎng)的地理信息系統(tǒng)，可以不受限于區(qū)域空間，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的組織“促銷”。而且大數(shù)據(jù)時(shí)代，低價(jià)位的硬件、軟件已經(jīng)有了一定市場規(guī)模，數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)分析已經(jīng)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代商業(yè)發(fā)展的標(biāo)志就是信息化的實(shí)現(xiàn)，信息化的實(shí)現(xiàn)也塑造了新的生產(chǎn)方式，進(jìn)而改變了原有的商業(yè)規(guī)則。作為信息化代表的地理信息系統(tǒng)已經(jīng)成為商業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，如何合理開發(fā)、利用這些數(shù)據(jù)資源，對商業(yè)發(fā)展中降低成本、改善商業(yè)環(huán)境有著重要意義。

1.3 改進(jìn)

如前所述，地理信息系統(tǒng)在城市管理中已經(jīng)表現(xiàn)出了卓越的優(yōu)勢，它可以將現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)圖像畫面方式展現(xiàn)出來并能給出某區(qū)域商圈的變化趨勢。通過地理信息系統(tǒng)，對于城市基礎(chǔ)設(shè)施如公共汽車站、商場、醫(yī)院等的建設(shè)，經(jīng)營、決策者可以有一個(gè)準(zhǔn)確的參考。然而，所有東西都存在自身的不足，我國商業(yè)應(yīng)用的發(fā)展相對滯后，受到一些因素的制約。這主要表現(xiàn)在GIS技術(shù)對商業(yè)領(lǐng)域的推廣還不足，從事地理信息系統(tǒng)的相關(guān)從業(yè)人員比較匱乏，相關(guān)資源數(shù)據(jù)的使用還有一定限制。這些都是存在的不足，因此我們應(yīng)當(dāng)立足當(dāng)下，循序漸進(jìn)地發(fā)展地理信息系統(tǒng)，使得其有最大化應(yīng)用。

2 總結(jié)和展望

自20世紀(jì)60年代至今，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)十分成熟，其發(fā)展也呈現(xiàn)出多樣化。尤其是現(xiàn)階段，智能手機(jī)的發(fā)展極大地推進(jìn)了地理信息系統(tǒng)朝著更加智能、便攜的方向發(fā)展。以手機(jī)為平臺的地理信息系統(tǒng)服務(wù)于廣大民眾已經(jīng)成為必然趨勢。同時(shí)，手機(jī)為平臺的智能系統(tǒng)，可以將科技、綠色、服務(wù)和安全理念完美結(jié)合。軟件服務(wù)業(yè)已經(jīng)成為我國戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)，它需求眾多，能解決許多綜合性服務(wù)需求。世界各國也高度重視這一產(chǎn)業(yè)，甚至有人已經(jīng)將它稱為各國提升和展示“軟實(shí)力”的重要途徑。我們相信，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，地理信息系統(tǒng)將會日臻完美，在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮它不可比擬的作用。