地理信息科學在智慧城市建設中的作用

摘 要：本文針對智慧城市的建設任務、需求，結合城市發(fā)展現(xiàn)狀提出了智慧城市建設的內涵、總體框架、核心技術、應用領域等，探討了地理信息科學的研究內容，并以此為基礎產(chǎn)生了地理信息科學在智慧城市建設中的地位及作用。

關鍵詞：地理信息科學；智慧城市；建設

一、智慧城市的內涵

智慧城市不單單指的是在城市建設過程中融入信息化，其根本目的是要實現(xiàn)人與經(jīng)濟、社會和自然的統(tǒng)一。建設智慧城市可以實現(xiàn)城市資源的優(yōu)化配置，提升城市的整體實力。

1.完善城市公共管理方式

智慧城市可以利用信息化技術全面整合日常的公共管理業(yè)務，提高管理執(zhí)法的便捷性。智慧技術的應用可以實時監(jiān)測城市環(huán)境指標的細微變化，如果某一數(shù)據(jù)超標，可以發(fā)出預警信號。此外，智慧技術可以將城市各部門的指揮系統(tǒng)聯(lián)系起來，實現(xiàn)各部門之間的公共安全數(shù)據(jù)共享，一旦出現(xiàn)安全隱患，能及時發(fā)現(xiàn)和解決。

2.優(yōu)化城市建設布局

智慧城市的規(guī)劃可以結合以往城市建設的經(jīng)驗教訓，對未來城市的發(fā)展方向進行科學預測，以此為基礎優(yōu)化城市的建設方案，合理布局城市中的商業(yè)區(qū)、居住區(qū)和高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)。

3.升級城市產(chǎn)業(yè)結構

智慧城市可以升級原有城市的產(chǎn)業(yè)結構，建立智慧金融等新型產(chǎn)業(yè)，可以極大促進城市社會經(jīng)濟的發(fā)展。比如，智慧物流可以規(guī)劃出車輛行駛的最佳路線，不僅可以提高商品運輸?shù)男?，還能大大降低物流成本。智慧商務改變了傳統(tǒng)的營銷模式，實現(xiàn)了商務資源的優(yōu)化配置。智慧辦公方式則在降低資源消耗的前提下提高了人們的工作效率。

二、地理信息科學研究目標

地理信息科學可以有效揭示地理信息生成，收集，傳輸，表達和應用的機制。通過研究和開發(fā)各種地理信息技術系統(tǒng)，為人與人之間系統(tǒng)的認知，研究與規(guī)制提供科學依據(jù)和手段。促進人類和地球系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

作為一種空間信息系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)為基礎，以地理空間數(shù)據(jù)模型為靈魂。它運用獨特的空間思維和空間分析方法揭示事物和現(xiàn)象的空間分布特征，相互關系和動態(tài)變化。

三、地理信息科學在智慧城市建設中的作用

（一）地理科學是智慧城市的理論支撐之一

城市是一種包含復雜的物質元素，社會關系和活動的物體。以此為研究對象，形成城市地理學，城市經(jīng)濟學，城市社會學，城市規(guī)劃等學科?，F(xiàn)代地理學是一門綜合性的跨學科學科，研究地理環(huán)境與人類活動之間的關系。地球信息科學從信息流的角度研究地球表面的自然和人為因素與其時間和空間變化之間的相互作用，并研究地球表面每個表面上信息的形成和變化機制以及傳輸規(guī)律，以揭示地理信息的發(fā)生和形成。控制和調節(jié)城市系統(tǒng)中物質流，能量流，人流等社會指標，將其轉移到理想的狀態(tài)和模式，實現(xiàn)動態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展，并達到預測和控制物體運動的目的，解決人口、住房、就業(yè)、交通、治安、環(huán)境和經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)等城市發(fā)展問題。

（二）地理信息科學是多學科的融合與綜合

地理空間數(shù)據(jù)涵蓋所有數(shù)據(jù)類型。地理空間數(shù)據(jù)是描述地球表面上一定范圍（地理圈和地理空間）內地理對象（地理實體）的位置、形狀、數(shù)量、質量，分布特征，相互關系以及變化規(guī)律的數(shù)據(jù)。它是地理空間物體的數(shù)字化描述。并離散表達。

地理信息系統(tǒng)開發(fā)和應用所有計算機技術，包括高效海量數(shù)據(jù)存儲技術，復雜數(shù)據(jù)模型和結構，虛擬可視化技術，嵌入式和組件類型，高速網(wǎng)絡傳輸技術，并行計算處理以及圖形和圖像輸入和輸出技術。空間數(shù)據(jù)具有海量空間、異構，多時間等特點。地理信息學科吸收信息科學的本質，并結合計算機技術形成各種地理信息系統(tǒng)，如網(wǎng)絡、嵌入式系統(tǒng)和組件系統(tǒng)。促進計算機信息科學與技術的發(fā)展。

（三）位置是智慧城市數(shù)據(jù)整合與關聯(lián)的基石

基于云計算的數(shù)據(jù)整合，關聯(lián)分析和數(shù)據(jù)挖掘處理是智慧城市的靈魂。美國地理學家沃爾多托布勒認為，一切都是相關的，但類似的東西更密切相關，即地理的第一定律。位置是與人，事件和事物相關的信息的基本屬性之一。在實踐過程中，政府、軍隊、企業(yè)等不同部門為了滿足自身需要，應用不同、專業(yè)，不同視角的地理對象和現(xiàn)象。信息被描述和記錄，但很難實現(xiàn)區(qū)域內自然和人類地理要素的全面表達。智慧城市的建設覆蓋了政府的所有公共部門。其核心目標是建立城市信息模型，并構建城市核心系統(tǒng)的全貌。

（四）位置是感知智慧城市的物質基礎

獲取物體位置信息的技術稱為位置信息傳感技術。基于位置的服務被稱為移動位置服務。定位業(yè)務是通過電信移動運營商的GSM網(wǎng)絡、CDMA網(wǎng)絡、3G / 4G，GPS、北斗定位系統(tǒng)、室內定位等獲取移動數(shù)字終端設備的位置信息，為用戶提供地域支持信息系統(tǒng)平臺。位置服務有兩個功能：確定一個人的位置并為某人提供合適的服務。基于物聯(lián)網(wǎng)技術的信息感知是智慧城市建設的物質基礎。

（五）天空地遙感是感知城市環(huán)境變化的主要手段

智慧城市天空遙感的主要功能是識別對象并收集信息，以解決人類世界和現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)獲取問題。傳感器技術、條碼技術、智能終端（智能手機，平板電腦，智能電視和智能卡等），RFID技術、圖像采集、衛(wèi)星遙感、無人航空攝影以及車載/機載3D激光雷達實時動態(tài)識別和收集人員、事件、基礎設施、環(huán)境和建筑。

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作者簡介

奚瞿超，1996年出生，男，籍貫上海，漢族 職稱：學生，學歷：在讀本科生。

（作者單位：1.安徽師范大學地理與旅游學院地理信息科學系；）