地理信息系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用分析

劉宇

摘要：隨著城市化建設(shè)和人口規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市管理的難度與日俱增，各個階段所產(chǎn)生的大量復(fù)雜信息需要進(jìn)行綜合處理，因此，通過變革傳統(tǒng)的城市管理模式，應(yīng)用具有前瞻性的信息技術(shù)，更好地實現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的共同發(fā)展?；诖?，本篇文章對地理信息系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：智慧城市;地理信息系統(tǒng);測繪

引言

城市化進(jìn)程不斷加快，人們對城市建設(shè)的要求也越來越高，如何提高城市建設(shè)質(zhì)量，優(yōu)化城市功能布局就成為了當(dāng)前城市建設(shè)的重點。地理信息系統(tǒng)（GIS）作為一種先進(jìn)的測繪技術(shù)，可以在城市測繪工作提供專業(yè)的數(shù)據(jù)支持，保證城市建設(shè)效益最大化。相對于其它測繪技術(shù)來說，地理信息系統(tǒng)在實際應(yīng)用中具有諸多優(yōu)點，可以顯著提升城市測繪效率和水平，得到更為精確的測量數(shù)據(jù)，是智慧城市建設(shè)不可缺失的技術(shù)形式。本文立足于實際，闡述了地理信息系統(tǒng)的自身優(yōu)點，并對其在智慧城市測繪中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析。

1智慧城市

智慧化是繼工業(yè)化、電氣化、信息化之后，世界科技革命又次新的突破。利用智慧技術(shù)，建設(shè)智慧城市，是當(dāng)今世界城市發(fā)展的趨勢和特征。由于智慧城市綜合采用了包括射頻傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)、下一代通信技術(shù)在內(nèi)的信息技術(shù)，因此能夠有效地化解城市發(fā)展中的諸多問題。

智慧城市的核心包括對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、云計算，大數(shù)據(jù)等技術(shù)的高度集成，其大規(guī)模應(yīng)用成為未來新的經(jīng)濟(jì)增長點。智慧城市至少包括四大網(wǎng)絡(luò)：以RFID應(yīng)用為代表的物聯(lián)網(wǎng);二是以智能手機(jī)、視頻電話為代表的通信網(wǎng);三是以智能電網(wǎng)為代表的能量網(wǎng);四是以internet為代表的互聯(lián)網(wǎng)。智慧城市建成之后可以全方位的為城市的智慧化起到?jīng)Q策作用，廣泛應(yīng)用于多個應(yīng)用領(lǐng)域之中，有利于政府管理、企業(yè)運(yùn)營、數(shù)字醫(yī)療、數(shù)字城管、智能交通、應(yīng)急指揮等一系列和城市相關(guān)的活動之中。

2ArcGIS技術(shù)的優(yōu)勢

GIS在空間分析，時空大數(shù)據(jù)處理以及空間數(shù)據(jù)可視化方面有獨特的應(yīng)用，成為智慧城市應(yīng)用中不可或缺的技術(shù)之一。而ArcGIS技術(shù)一直以來都憑借著極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力、獨特的空間數(shù)據(jù)模型和空間分析決策功能等著稱，也是目前世界上最為領(lǐng)先的GIS產(chǎn)品。

ArcGIS 的實時大數(shù)據(jù)平臺提供了完整的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）實時數(shù)據(jù)接入方案，可以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接和通訊、實時數(shù)據(jù)存儲、分析、可視化等系列功能。同時，通過高性能的分布式計算后，其計算結(jié)果、分析結(jié)果可以在時空大數(shù)據(jù)庫分布式存儲中，并且以標(biāo)準(zhǔn)的Web服務(wù)形式對外呈現(xiàn)。

CIM是城市的全要素信息模型，以建筑信息模型（BIM）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等技術(shù)為基礎(chǔ)，整合城市（城市建筑及基礎(chǔ)設(shè)施）、地表（交通、能源、資源等）、地下（管廊等）、室內(nèi)室外、歷史現(xiàn)狀未來多維多尺度信息模型數(shù)據(jù)和城市感知數(shù)據(jù)，構(gòu)建起三維數(shù)字空間的城市信息有機(jī)綜合體，是數(shù)字孿生城市的核心，為城市的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行管理全過程的“智慧”賦能。單個技術(shù)不能解決所有問題，善于利用技術(shù)融合與聚變，才能真正驅(qū)動城市智慧化的進(jìn)程。ArcGIS不僅通過自身的技術(shù)來支持CIM建設(shè)，還通過其開放的接口和其合作伙伴一起打造CIM平臺來支撐智慧城市的建設(shè)。

總之，ArcGIS能夠為各行各業(yè)的用戶提供全面的解決方案，并且支持超大數(shù)據(jù)量的儲存，滿足用戶對于響應(yīng)效率的要求，擁有建設(shè)智慧城市的實力。

3智慧城市測繪中地理信息系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)分析

3.1模擬測繪與可視化運(yùn)用

模擬測繪是城市測繪工作中經(jīng)常采用的技術(shù)，它主要的工作方式是，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)建立城市空間模型;它的優(yōu)點是，在特定的測繪范圍內(nèi)，地理信息系統(tǒng)可以篩選出需要測繪的主要元素和構(gòu)成單元，在模型中可以不顯示測繪范圍內(nèi)的附屬設(shè)施。因此，城市高樓等影響測繪工作的建筑單元可以忽略不計。另外，在地理交通不便的城市邊緣或者較為偏遠(yuǎn)的郊區(qū)，工作人員可以利用地理信息系統(tǒng)對這些區(qū)域進(jìn)行完整掃描，從而采用城市模塊的方式對這些區(qū)域進(jìn)行測量。這種功能就是基于測繪的城市地理信息系統(tǒng)中的可視化應(yīng)用功能。在城市規(guī)劃中，工作人員可以以數(shù)字地形模型為基礎(chǔ)，將新規(guī)劃的內(nèi)容添加到掃描后的城市模塊中，并且實現(xiàn)多角度瀏覽，從而進(jìn)行科學(xué)的城市規(guī)劃推演，以得出更加科學(xué)的城市規(guī)劃方案。

3.2消防工作和監(jiān)管方面

消防工作是城市管理工作的重要組成部分，在城市智慧化發(fā)展過程中，消防工作也要與時俱進(jìn)，突破傳統(tǒng)發(fā)展模式的限制，充分運(yùn)用地理信息系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的情景模擬技術(shù)，降低消防工作的難度系數(shù)，使消防設(shè)施設(shè)備能夠發(fā)揮監(jiān)管作用。在事故發(fā)生時及時進(jìn)行預(yù)警，做好交通疏通、人群疏散工作。城市消防工作與城市規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)具有統(tǒng)一性，這也意味著城市消防需要相關(guān)技術(shù)人員加強(qiáng)測繪中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用能力，對消防設(shè)施設(shè)備的所在位置和具體功能進(jìn)行全面把控。例如，對城市中消防栓的地理位置、分布情況、功能用途等進(jìn)行細(xì)致分析，消防人員通過掌握這些具體信息，能夠在執(zhí)行消防任務(wù)時，提前了解事故地點周圍的環(huán)境狀況以及就近設(shè)備的具體應(yīng)用信息。

3.3城市空間分析

地理信息系統(tǒng)的空間分析是建立在城市中某一個特定地理對象的位置和形態(tài)特征上的，最終目的是實現(xiàn)對空間信息的提取和傳遞，相對于普通計算機(jī)制圖原理來講，地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析能力更高，根本原理是它通過一定空間上的分析，以數(shù)字形式來完成對地理事物形態(tài)和位置的傳遞和轉(zhuǎn)換，在傳遞和轉(zhuǎn)換過程中，可以根據(jù)地理信息得到新的空間信息，結(jié)合實際運(yùn)用來看，可以將其空間分析流程劃分為三點。一是在開始進(jìn)行空間分析前，要明確分析的目的和標(biāo)準(zhǔn)，之后將該目的和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定后將其作為后續(xù)分析工作的參考;二是可以對數(shù)據(jù)庫中的地理數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)分析，技術(shù)人員要按照已確定的目的和標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的分析方法對地理數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)處理;三是工作人員要對最后分析的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)化整理，并總結(jié)相關(guān)結(jié)論，形成測繪結(jié)果圖標(biāo)或報表模型。

結(jié)束語

信息技術(shù)應(yīng)用下為智慧城市發(fā)展提供了有力支持，智慧城市是城市化發(fā)展過程中的一個全新模式，可以大大增強(qiáng)城市基礎(chǔ)功能，提高城市各種資源的利用率，為城市高效運(yùn)行提供有利條件。地理信息系統(tǒng)作為一種新的測繪技術(shù)，在智慧城市測繪中運(yùn)用，可以顯著提升測繪工作效率和質(zhì)量，得到客觀真實的測繪地理數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)分析和處理，使城市建設(shè)規(guī)劃更加科學(xué)，推動城市的健康穩(wěn)定發(fā)展。

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注：地形是決定洪水淹沒演化的主要動力，傳統(tǒng)上洪水動力學(xué)模擬主要依靠插值來反映地形的變化。本文提出先將地形經(jīng)綜合的手段進(jìn)行變換，在保證地形變換格網(wǎng)的精度的基礎(chǔ)上建立地形自適應(yīng)的計算格網(wǎng)。然后在基準(zhǔn)試驗中對比了這個計算格網(wǎng)模型與經(jīng)典的塊狀格網(wǎng)、超限插值格網(wǎng)的表現(xiàn)。結(jié)果表明，地形自適應(yīng)格網(wǎng)在洪水模擬的準(zhǔn)確性與精確性上都較傳統(tǒng)的格網(wǎng)模型為優(yōu)。