淺析智慧城市建設中測繪地理信息的作用

【摘要】智慧城市是數(shù)字化城市發(fā)展到一定高度的必然結果，它綜合了數(shù)字化承重所儲存的海量地理信息數(shù)據(jù)、時空數(shù)據(jù)、實景數(shù)據(jù)以及虛擬技術等等，再結合云計算、物聯(lián)網(wǎng)等等新技術內(nèi)容構建了具有全新數(shù)字地球特征的城市架構。而在智慧城市建設進程中，像測繪地理信息這樣的高科技技術依然將被沿用，本文就結合智慧城市概念探討了測繪地理信息技術的具體應用，見證智慧城市建設促進地理信息服務模式的有機轉(zhuǎn)變過程。

【關鍵詞】測繪地理信息；智慧城市；作用；模式轉(zhuǎn)變；地理信息數(shù)據(jù)挖掘技術

智慧城市是利用更為科學、合理與智慧的方式來管理城市，它基于數(shù)字化城市基礎之上進一步推動了城市的智慧化、智能化發(fā)展進程。在智慧城市建設中，像云計算、地理空間數(shù)據(jù)信息挖掘、物聯(lián)網(wǎng)等等技術被相繼應用并發(fā)揮了重要作用。它們滿足了人與人、人與物、物與物之間的彼此交互需求，豐富了交互方式，全面提高了人類對信息資源的利用效率。我國自“十二五”規(guī)劃后正式確立了建設未來智慧城市的全面國家戰(zhàn)略，包括北上深廣在內(nèi)的51個城市在相關政策指引下大力開展測繪地理信息技術，基于地理空間數(shù)據(jù)信息挖掘來轉(zhuǎn)變當前我國城市社會經(jīng)濟發(fā)展模式基礎，為諸多新興產(chǎn)業(yè)的快速穩(wěn)定崛起提供了必要條件。

一、關于智慧城市

（一）智慧城市建設的主體內(nèi)容

我國智慧城市的建設主體內(nèi)容包括多個方面，首先，要滿足經(jīng)濟發(fā)展水平的持續(xù)向上，經(jīng)濟基礎也是構建智慧城市的重要物質(zhì)保障。正如希望發(fā)達國家大都會一樣，我國城市也必須快速發(fā)展經(jīng)濟以為智慧城市的構建打好基礎；其次，要滿足城市管理水平的優(yōu)化提高，智慧城市并非傳統(tǒng)意義的數(shù)字化城市，它的建設需要較高的現(xiàn)實知識內(nèi)涵，它更要基于物聯(lián)網(wǎng)打造全新的城市生態(tài)，這極大程度考驗到了城市管理者的知識能力與組織管理水平；再次，要擁有創(chuàng)新能力，智慧城市是否具有發(fā)展?jié)摿ν耆闯鞘斜旧硎欠窬哂袆?chuàng)新能力。在城市建設過程中，只有不斷創(chuàng)新才可能為智慧城市的建設注入新活力；最后，是環(huán)境制約因素，智慧城市建設必須充分考慮環(huán)境制約因素問題，它主觀社會環(huán)境并存被稱之為智慧城市建設必要的客觀環(huán)境。像地理區(qū)域、人口規(guī)模、基礎設施狀況建設等等都會受到環(huán)境因素制約。

對于我國來說，智慧城市建設的基本模式選擇應該基于一個相對嚴格的標準展開，然后遵循模式特點，秉持沒有最好、只有最合適的原則來有效把握城市建設特色。所以客觀講，我國智慧城市的建設應該做到因地制宜、靈活選擇應用并同時突出城市特色?？傮w來看，智慧城市建設應該是一個持續(xù)不斷推進的系統(tǒng)性工程，它的建設過程基于不同階段的不同特點展開，同時要融合多種先進技術理念，保證各個模式的有效實施不沖突。更重要的是，我國智慧城市的建設并不能完全照搬發(fā)達國家做法，應該主動發(fā)展自己的相關技術內(nèi)容，開拓以本國技術能力與資源基礎的新型智慧城市發(fā)展道路。

二、智慧城市與測繪地理信息應用

（一）測繪地理信息技術

正如李克強總理所言，我國在建設智慧城市之前一定要大力發(fā)展測繪地理信息技術，將其作為是國家現(xiàn)代化建設、國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎，將其作為未來新興產(chǎn)業(yè)崛起的必備要素，將其作為提高國家智慧化、智能化水平的重要階梯?？梢灾v，測繪地理信息已經(jīng)成為智慧城市建設的一大重要標志，沒有測繪地理信息技術能力的城市是不能稱之為智慧城市的，它更應該成為智慧城市發(fā)展的重要催化劑。

根據(jù)對全球發(fā)達國家的統(tǒng)計結果現(xiàn)實，目前人類所應用的信息中有80%來自于空間位置信息，而測繪地理信息技術在這其中功不可沒，它是人類獲取空間位置信息的必要條件，通過測繪地理信息的諸多技術方式構建數(shù)字化空間信息平臺，就能滿足城市地理空間的統(tǒng)一架構，全面提升地理空間信息應用質(zhì)量與水平，為智慧城市打下地基。另一方面，測繪地理信息還應用其自身平臺與物聯(lián)網(wǎng)之間聯(lián)系，基本形成了地理信息與空間信息的有效聯(lián)動，并融入了空間即時計算和實時性感知、云計算等等應用技術內(nèi)容。在面對客戶時，它的高質(zhì)量測繪服務能力也能基于接口開放特性與功能軟件服務為客戶提供全面且深入的數(shù)據(jù)服務。從技術內(nèi)容實現(xiàn)層面來看，它就是未來智慧城市建設的重要信息載體。在未來，智慧城市應該基于物聯(lián)網(wǎng)技術、現(xiàn)代傳感技術與數(shù)據(jù)挖掘技術來進行全方位的地理信息測繪，保證智慧城市中的地理空間信息全面智能化，同時做到智慧化處理。在本文看來，基于智慧城市理念的測繪地理信息應用該滿足以下四點要求。

其一，要配合傳感技術與數(shù)據(jù)挖掘技術獲取智慧城市地理空間位置信息。

其二，要利用互聯(lián)網(wǎng)共享互聯(lián)上述所獲得的信息內(nèi)容。

其三，要利用云計算技術快速處理信息內(nèi)容。

其四，要利用專題系統(tǒng)響應云計算中心處理信息內(nèi)容。

整體來說，在智慧城市中應用測繪地理信息技術實施智慧化處理將相比傳統(tǒng)數(shù)字城市對信息的解讀更透徹，所提出的決策也會更加合理化。

（二）智慧城市建設中應用測繪地理信息技術的作用

如上文所述，智慧城市建設應該廣泛應用測繪地理信息技術，例如結合測量機器人、遙感測量技術、地理信息數(shù)據(jù)挖掘技術、GIS技術、云計算處理技術等等來為智慧城市的全面建設提供寶貴基礎信息。可以見得，智慧城市建設中應用測繪地理信息技術是基于多技術、多功能角度的綜合性建設過程，而智慧城市建設進程中一定要結合這些寶貴的基礎信息技術來展開，凸顯其之于智慧城市的建設作用。

1.它為智慧城市建設提供空間地址標識重要信息內(nèi)容

測繪地理信息能夠為智慧城市提供空間地址標識重要信息內(nèi)容，且利用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)統(tǒng)籌化管理過程。在空間地址標識過程中，測繪地理信息還充分利用到空間地址標識實現(xiàn)對各個物體的精確定位，滿足智慧城市建設各方面要求，譬如基于邏輯地址與空間地址工程構建智慧城市重要內(nèi)容的要求。

2.它為智慧城市科學構建格局提供技術支撐

測繪地理信息要時刻與物聯(lián)網(wǎng)銜接，專門為智慧城市打造科學化構建格局。在該過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術要全面參考測繪地理空間信息內(nèi)容來分析傳感技術網(wǎng)絡的覆蓋狀況，然后再根據(jù)科學合理的布置感知設備來將城市地物空間與各種已存在地物聯(lián)系起來，并有秩序的組織到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中。最后再配合網(wǎng)絡技術與各種監(jiān)控設備滿足對地物空間位置運動軌跡的測量與描繪。

3.它為智慧城市多領域智能化應用提供有機集成信息

測繪地理信息能夠基于智慧城市的多領域智能化發(fā)展提供多元化服務功能，并對這些服務功能多產(chǎn)生的信息進行有計劃集成。例如在電力建設領域的電網(wǎng)覆蓋方面就需要借助測繪地理信息技術，主要對企業(yè)的電力設備空間分布狀況、電力線路選擇狀況進行地理空間數(shù)據(jù)信息挖掘與分析；在交通領域，測繪地理信息則為交通領域優(yōu)化選擇交通路徑，提高對交通事故的智能化處理能力，并將智慧城市與地理空間信息密切聯(lián)系起來，通過物聯(lián)網(wǎng)多種傳感設施傳輸來采集地物位置信息，并基于這些信息聯(lián)系、組織信息數(shù)據(jù)結果，滿足智慧城市智能化、智慧化建設要求。

總結來說，測繪地理信息在智慧城市建設中的應用作用是多元化的，它為推動城市測繪地理信息資源集約化發(fā)展奠定了基礎，提高了城市中各個部門之間的信息共享程度，為城市地理信息平臺智能化、智慧化發(fā)展奠定列基礎，它使得智慧城市的建設內(nèi)容更加豐富；同時，它強化了科技支撐與引領作用，利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)挖掘等等技術提高了自身對海量數(shù)據(jù)的存儲能力、處理能力以及處理速度，保證國家智慧城市在建設層面能夠最終于國際接軌，是真正的科技強化引領智慧城市建設過程；再者，它推廣并應用了智慧城市成果，因為它有限利用到了包括遙感技術、傳感技術、網(wǎng)絡技術、云技術在內(nèi)的所有技術，為城市數(shù)字化向智慧化轉(zhuǎn)型提供了重要基礎，而且它的建設發(fā)展示范能力也迎合了城市居民現(xiàn)實需求，分別在智慧電力、交通、購物、醫(yī)療等方面做到了統(tǒng)一全面建設。在實現(xiàn)這些目標，凸顯測繪地理信息技術作用后，我國就應該繼續(xù)以智慧城市作為切入點，切實宣傳普及國內(nèi)目前智慧城市試點發(fā)展經(jīng)驗，鼓勵更多城市參與進來。

三、智慧城市建設中測繪地理信息技術應用的具體案例

在智慧城市建設中，測繪地理信息技術的應用將會不斷轉(zhuǎn)型，像本文所提到的地理信息數(shù)據(jù)挖掘技術就應該融入到測繪地理信息技術體系中，結合技術體系中的位置服務（Location Based Service，LBS）內(nèi)容來滿足對地理數(shù)據(jù)的挖掘要求，為構建智慧城市重大戰(zhàn)略打好基礎。目前我國某試點城市就正在積極運用測繪地理信息技術初步構建智慧城市，希望基于測繪地理信息技術體系中的地理信息數(shù)據(jù)挖掘來為智慧城市建設尋找重要戰(zhàn)略資源，拓展技術應用作用，滿足城市建設要求。

（一）對數(shù)據(jù)的準備

該試點城市由于希望建設未來智慧城市，所以它所擁有的數(shù)據(jù)量龐大，其中就包括了大量的時空數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、基于不同比例尺的地理信息數(shù)據(jù)、非結構數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)等等，數(shù)據(jù)挖掘技術希望基于集群技術的有效發(fā)揮來深入研究地理信息數(shù)據(jù)挖掘的先決條件，為隨后的測繪地理信息內(nèi)容打好基礎。

當然，該城市還基于位置服務來進行數(shù)據(jù)預處理，通過地理數(shù)據(jù)挖掘技術配合測繪地理信息內(nèi)容構建大數(shù)據(jù)背景地圖和路網(wǎng)信息體系。在測繪地理信息技術支持下，大數(shù)據(jù)預處理采用慣用方法保留地圖語義，同時經(jīng)過預處理明確地圖內(nèi)容及數(shù)據(jù)特征，對地圖數(shù)據(jù)進行預處理后再對其軌跡數(shù)據(jù)中的軌跡插值進行分析，以獲得采樣率較高的數(shù)據(jù)集，將該軌跡數(shù)據(jù)集與路網(wǎng)網(wǎng)絡信息數(shù)據(jù)融合起來，實現(xiàn)對某些地理信息數(shù)據(jù)的精確定位。

（二）對地理信息數(shù)據(jù)挖掘技術的應用

深入到該城市打造智慧城市的測繪地理信息主要工作體系中，他們就基于地理信息數(shù)據(jù)挖掘方法分析城市各個位置數(shù)據(jù)建模，并收集了全城市的軌跡數(shù)據(jù)，結合GPS數(shù)據(jù)構建軌跡數(shù)據(jù)建模體系。這其中還包括了基于全局信息的衛(wèi)星地圖匹配機制，利用真實位置采樣點與各個方位的采樣點關鍵數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，并再次進行深度的數(shù)據(jù)知識挖掘，精確化用戶信息，智能化位置服務。

集合上述多種地理信息數(shù)據(jù)挖掘技術內(nèi)涵，還可完全體現(xiàn)到人們的個性化生活中，例如根據(jù)用戶歷史地理位置計算出用戶之間地理信息的相似性，計算用戶距離關鍵點的距離，再比如對潛在用戶的地理位置信息相似性查找等等。這種測繪地理信息功能也被應用于當前的許多社交網(wǎng)絡中，例如各種旅游定位系統(tǒng)、微信社交軟件等等，為智慧城市中人們的智慧化生活帶來了諸多便捷。它也讓測繪地理信息技術體系為人們提供了更快、更優(yōu)秀且更精準的地理信息服務，擴大了智慧城市基于地理信息內(nèi)容的應用空間。

四、未來智慧城市建設地理信息服務模式應有的轉(zhuǎn)變

在未來，智慧城市需要建設地理信息服務模式，轉(zhuǎn)變自身對測繪地理信息技術體系的有效應用，實現(xiàn)對數(shù)字化城市所有信息技術功能的升級延伸與發(fā)展，而并不是簡單的技術復制與移植。要構建基于測繪地理信息技術理念的高智能化地理信息服務模式平臺。為此，本文認為智慧城市在未來建設進程中需要做好兩點。

（一）滿足標準數(shù)據(jù)庫建設條件、實現(xiàn)共享數(shù)據(jù)庫共建目標

當前我國數(shù)字化城市背景下的數(shù)據(jù)庫建設已經(jīng)相當完善，在未來的智慧城市中，城市管理者還應該基于共享數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變來調(diào)整未來智慧城市結構，將更多靜態(tài)數(shù)據(jù)作為核心數(shù)據(jù)提煉出來，用以解決空間信息貢獻和利用等相關問題。為此，未來的測繪地理信息技術體系應該以分工合作、資源貢獻和標準統(tǒng)一為基準，構建私人訂制與按需測繪的基本技術應用常態(tài)，統(tǒng)一標準，采取集合異構數(shù)據(jù)內(nèi)容，為用戶提供更多一體化服務內(nèi)容，這也是智慧城市建設對地理信息服務模式所提出的基本要求。而共建共享數(shù)據(jù)庫，優(yōu)化測繪地理信息技術建設水平則成為智慧城市建設的又一根本目標。

（二）實現(xiàn)從專業(yè)測繪到泛在測繪技術的轉(zhuǎn)變

現(xiàn)在的專業(yè)地理信息測繪技術體系已經(jīng)非常成熟，像以國歌為代表的地理信息眾包服務模式已經(jīng)突破傳統(tǒng)創(chuàng)業(yè)測繪技術瓶頸，但總體來說傳統(tǒng)專業(yè)測繪還以簡單的位置信息傳遞為主，無法實現(xiàn)更多功能，這一定程度上浪費了傳感設備的技術應用價值。在未來，還應該實現(xiàn)傳統(tǒng)專業(yè)測繪地理信息技術向泛在測繪技術的有機轉(zhuǎn)變，保證在任何時間、地點都能進行有效測繪，并將測繪手段不斷擴展到感知設備、傳感網(wǎng)絡以外的領域，凸顯測繪過程的多渠道和測繪數(shù)據(jù)獲取的靈活性，為地理空間媒體數(shù)據(jù)成為人類智慧城市發(fā)展主力數(shù)據(jù)提供扎實的技術基礎。

五、總結

智慧城市是當前全球國家共同期望發(fā)展的新目標，我國在未來的20年內(nèi)應該多利用智慧城市創(chuàng)新理念，豐富優(yōu)化和提高測繪地理信息應用質(zhì)量、水平和方法模式，拓展延伸出更多優(yōu)秀技術為智慧城市建設服務所用，提高城市的信息化、專業(yè)化、科學化與智能化管理水平。

參考文獻

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作者簡介：楊志世（1978.02—），男，寧夏銀川人，本科，測繪師，研究方向：測繪地理信息。