地理空間信息技術在智慧城市中的應用思考

文/孫海濱、丁港 山東正元數(shù)字城市建設有限公司 山東煙臺 261400

1、前言

在智慧城市建設過程中，地理空間信息技術的應用是一項綜合性較強的系統(tǒng)性工作，如何取得最為理想的效果，保障智慧城市建設的順利進行，備受業(yè)內(nèi)人士關注。本文從實際出發(fā)，結合相關先進理念，對該課題進行了深入研究，闡述了個人的幾點認識。

2、智慧城市測繪地理信息基礎設施

智慧城市測繪地理信息基礎設施，為智慧城市提供地理空間定位參考、專題業(yè)務信息處理參照和直觀形象可視化表達，主要包括：空間坐標參考系統(tǒng)框架進一步完善，建成覆蓋全域的大地測量、高程基準、重力系統(tǒng)、深度基準和時間系統(tǒng)框架；對多分辨率多時態(tài)觀測與分析手段進一步豐富，利用空-天-地一體化智能傳感器網(wǎng)絡全面多尺度地獲取高分辨率、高光譜的地理信息，集成人口、法人、宏觀經(jīng)濟等專題，形成動態(tài)鮮活的時空大數(shù)據(jù)；地理信息空間分析與服務模式進一步擴展，全面提升智慧物流、智慧醫(yī)療、智慧城管、智慧電網(wǎng)等應用的支撐水平；地理信息決策分析和支撐功能進一步優(yōu)化，擴充傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)輔助決策、虛擬展現(xiàn)、宣傳咨詢等方面的應用機制和能力。

智慧城市的建立可解決城市中現(xiàn)存的嚴重問題，改善市民生活環(huán)境與質量，提高城市化水平，具體方面有：智慧交通能高效合理利用道路資源從而緩解交通擁堵問題，并輔助及時處理交通事故；智慧城管可以更有效地實現(xiàn)城市網(wǎng)絡化管理和服務；智慧醫(yī)療可以有效解決市民“看病難看病貴”、患者與醫(yī)生間難以溝通等現(xiàn)實問題。智慧城市將利用80%關聯(lián)的地理信息，滲透到城市的各個方面，形成生活、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會管理的新模式和新形態(tài)。

智慧城市測繪地理信息基礎設施，應加快推進政府云計算中心和基礎信息共享工程建設，增強信息基礎資源的整合和共享能力；加強基于地理信息平臺的電子政務頂層設計，研究集成豐富空間數(shù)據(jù)資源及地理語義的架構；推進人口、法人、宏觀經(jīng)濟等基礎信息系統(tǒng)建設，整合統(tǒng)計、民政、公安、工商、經(jīng)發(fā)等相關部門專題信息，建立基礎數(shù)據(jù)標準化和規(guī)范化機制，重點建立自然資源和地理空間基礎信息時空數(shù)據(jù)庫，為智慧城市時空信息云平臺建設提供基礎支撐。

3、地理空間信息技術在使用中的優(yōu)勢分析

3.1 地理空間信息資源的集合

測繪地理信息領域囊括了空、天、地各個方面，并實現(xiàn)了空、天、地一體化的發(fā)展，這使得對地觀測的數(shù)據(jù)量逐漸加大。而其中設計到的領域也十分的豐富，包括經(jīng)濟、文化、社會、水利建設等多個領域。所以，其數(shù)據(jù)量不僅十分龐大，且種類繁多，來源也極為廣泛，數(shù)據(jù)更新速度也很快。面對如此豐富的大數(shù)據(jù)，常規(guī)的軟件系統(tǒng)無法進行數(shù)據(jù)的全面攝取，地理空間信息技術的應用能有效的實現(xiàn)地理空間信息數(shù)據(jù)整合，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合管理與開發(fā)利用。

3.2 一站式公共服務平臺的構建

傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)根據(jù)已有空間數(shù)據(jù)和任務需求，建立空間數(shù)據(jù)庫和消息交互平臺，定義信息分析處理模式，完成地理信息處理任務，其弊端在于以數(shù)據(jù)的拷貝或交換為共享基礎，限制了部門應用和信息化建設。而在面向服務架構SOA中，主要包括三種角色：服務提供者、服務代理者和服務請求者，分別對應服務發(fā)布、查找和綁定三種行為。地理信息公共平臺作為一個整體，提供一站式服務，即服務提供者可以定制使用服務，服務使用者也可以向平臺注冊自定義服務。在開放地理信息和互操作方面，OGC提供了地理數(shù)據(jù)向可方便訪問和操作的WebService轉換的解決方案，并針對這些標準的地圖服務，制訂了一系列的空間過濾規(guī)范和地理處理規(guī)范等。

數(shù)字城市地理空間信息共享框架的邏輯模型，可將ShapeFile文件、Oracle空間數(shù)據(jù)庫或PostgrSQL數(shù)據(jù)庫等分布式存儲的地理數(shù)據(jù)，通過分布式GIS服務器，發(fā)布為符合OGC規(guī)范的數(shù)據(jù)服務和功能服務，并建立分布式、一站式的地理信息公共服務平臺。

3.3 面向任務的以人為本智能應用

智慧城市應用的主要特點是智能化和自動化，開放網(wǎng)絡環(huán)境下的空間信息服務將為用戶使用地理數(shù)據(jù)和進行空間分析提供靈活的方式，通過集成語義推理，廣泛推廣各類專題業(yè)務的智能應用。建立以自然語言為輸入的智能GIS，通過理解自然語言詞匯對應的空間實體之間空間關系的形式化描述，得到所需的用自然語言表達的查詢結果，有助于提升空間信息公共服務平臺及智慧城市的智能化水平。

面向自然語言的空間關系推理主要有空間關系描述、空間關系自然語言形式化表達、空間關系自然語言查詢語句轉換及自然語言查詢接口等，在將空間對象抽象為不具有地理語義的空間幾何體時，需要同時考慮不同地理特征類型所引起的語義差別影響。地理空間信息不僅僅是具有簡單的點、線、面的幾何和屬性特征的實體，而且更重要的是具有一定地理語義特征的實體，其描述和表達受到地理本體所屬類型和語言環(huán)境的影響。

地理本體是地理空間信息領域共享概念模型的明確的形式化規(guī)范說明。構建地理信息元數(shù)據(jù)本體以對地理數(shù)據(jù)服務語義描述，并進行空間信息服務的自動發(fā)現(xiàn)，根據(jù)概念間的特征相似度、語義距離相似度和語義重合相似度進行匹配組合。

結語：

總之，在當前各種條件下，地理空間信息技術應用工作的實踐中依舊存在著多方面的問題，我們應該從這些問題的實際情況出發(fā)，深刻分析其產(chǎn)生的多方面原因，統(tǒng)籌并進，多措并舉，克服該項工作中的諸多難點問題，進而獲得最為優(yōu)化可行的智慧城市構建實施策略與效果。