地理信息系统在数字城市建设中的应用分析

卢　彦（广州市城市规划勘测设计研究院，广东　广州　510030）



地理信息系统在数字城市建设中的应用分析

卢彦（广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州510030）

随着社会的发展，我国正在进行着一场城市化运动，我国城市的建设也越来越先进化。本文就地理信息系统在数字城市建设中的应用进行简要分析，本文主要讲述了在进行数字城市建设过程中对GIS的使用与开发，介绍了当前地理信息系统在数字城市领域中的研究与应用。以期为我国城市化建设提供微薄之力。

地理信息系统；数字城市；应用

引言

随着经济的快速发展，我国正经历着一个全球规模最大、最剧烈的城市化运动。城市中人口正在极速扩张，社会保障和城市管理也变得越来越复杂。2000年，美国经济学家Joseph Stieglitz曾经说过：在21世纪最具影响力的两件事情：①美国领导的新技术革命；②中国的城市化。在城市化的过程中，要逐步实现现代化，则在实现现代化的过程中更是离不开信息化。

在进行建设城市信息化过程中，我们会碰到了很多困难：地理的分布性、资源问题、事件的不稳定性、局部自治以及全球协同效应。所想要解决这些问题，其主要途径就是进行数字城市技术的发展。数字城市是对地理信息系统、遥感、遥测以及虚拟仿真等多方面技术的综合运用，对城市基础设施、功能采取自动化数据采集、动态监测、管理和辅助决策服务的技术体系，它具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会和数字化、网络化、虚拟化等多方面的强大能力。

数字城市地理信息系统 （Geographic In-formati on System，GIS）建设过程中的一个重要技术支撑是计算机基础的新兴技术，它是在计算机硬件和软件的支持下的一个系统，对整个或部分地球表面（包括大气）空间有关的地理分布的数据采集、存储、管理、操作、分析、显示和描述的技术系统。

按照相关专家的预言，与地理信息相关的80%以上的信息是人类所能接触到的。地理信息与政治、经济、军事、社会生活等多个方面相关，地理信息系统被整合到各行各业，融入到了成千上万。在对城市进行数字化的过程中，可以说基本上全部的应用系统都离不开地理信息系统技术的支持。

1　数字城市建设中GIS开发模式

对于数字城市来说GIS就像是一块奠基石，近几年来，GIS在数字城市信息的管理过程中已经有了不可取代的地位。关于GIS的工具软件有非常多，在国外，ArcGIS和MapInfo的使用非常普遍，而在国内，MapGIS和SuperMap都非常热门。在数字城市建设中，开发应用型GIS主要有如下两种模式：

1.1单纯二次开发

单纯二次开发完全是在使用GIS工具软件的背景下，并且该软件提供开发语言对应用系统进行开发操作。在进行应用系统开发过程中，GIS工具软件往往是提供可供用户进行二次开发的宏语言，就像：ArcInfo的 AML（ArcMacroLanguage）；桌面式ArcInfo提供了VBA（Microsoft Visual Basic forApplication）。在此过程中，AML发出AML命令以及AML菜单。前者将单纯功能的ArcInfo命令进行组织重合，并用此解决了复杂的地理程序问题；后者将AML命令整合到使用方便简单的图形用户界面。又例如MapInfo Professional提供的MapBasic语言也是一种宏语言。

用户可以使用宏语言，用原有的GIS工具软件做为开发平台，根据不同的应用对象来开发相应软件。虽然这种方式节省时间，但进行二次开发的宏语言功能不强，开发和应用都达不到预期效果。

1.2集成二次开发

关于集成二次开发就是指使用专业的GIS工具软件，就像ArcInfo、MapInfo等，实现GIS的基本功能，通过软件开发工具的方式，特别是关于可视化工具的开发，例如Java、VisualC++和VisualBasic以及NET等开发平台，将两者进行集成开发。现如今，在进行集成二次开发时，往往都是使用组件的方式，就是：利用GIS工具软件中建立在COM技术基础上的GIS功能组件，例如ArcInfo的ArcObject以及 MapInfo的MapX，以上所述组件都对外提供不止一个接口，方便地图数据的管理和保存。所有和COM兼容的编程语言，都可以使用组件进行二次开发。该方法灵活、强大，适应于开发脱离GIS工具运行环境的大中型应用软件系统。

在数字城市建设中，地理信息系统技术与别的技术相结合，如：网络技术、卫星定位技术和虚拟现实技术以及信息集成技术等，可以有效整合城市各种信息资源，构建各种应用工程的统一信息平台，形成城市发展、管理和服务功能的数字化信息，加快城市建设和发展。

2　GIS在数字城市建设中的应用

以地理信息系统为核心的空间信息技术为城市生活和企业提供了一个立体的服务空间。多方面的信息服务系统，为城市的建设和发展起到了不可或缺的作用。近年来，地理信息系统在数字城市建设中已得到了广泛的应用，在数字城市建设过程中得到了非常多令人感到高兴的成果。

2.1交通管理

随着我国城市化进程的加快，机动车的数量急剧增加，城市交通问题日益突出。我们可以利用地理信息系统对停车场进行规划和管理，可以提高停车规划管理的效率，节约成本更大。也可将地理信息系统应用于机动车污染查询和分析中，正确反映车辆的动态污染状况，为机动车污染治理相关部门决策提供相应技术支持。城区交通噪声数据也能与GIS进行有效的结合，构建城市道路交通噪声污染模型，并以此对城市的空气质量状况进行监测。在物流配送过程中、公路客运换乘站的选址布局、交通安全和车辆调度以及监控系统的规划等都可利用GIS来实现。

2.2生态环境保护

地理信息系统技术已广泛应用于环境保护领域，并引入三维地理信息系统，将为新的环保护工作提供有力保障。典型的应用包括：突发污染事故应急监测，生态功能区等，在环境检测方面，通过叠加分析的多源、长期的图像数据、对监测环境的变化和生态环境演变的历史以及对未来的模拟，分析了环境变化的原因，预测环境的发展趋势，为环境保护措施提供科学依据。在突发性污染事故急救方面，可以对发生事故的位置快速定位，并分析影响范围，为人员疏散和救援提供保障，降低事故发生造成的损失；在进行生态功能区划过程中，三维GIS的使用，突破了传统的方式，它结合自然特点，根据目前环境、社会发展等因素的影响，实际的制定能够符合该区域的区划方案，增加了功能区划的客观性和科学性，为区划工作节约了人力物力的花费，还提高了工作效率，并利用科学合理方法保护生态环境，以达到资源可持续发展的目的。

2.3地下管线

地下管道包括供水、排水、燃气、电信、电力、热力、人防、工业管道等几大类，这作为组成城市的基础，其安全顺利的进行是现代城市化顺利并高效率进行的重要保障。应用地理信息技术，可以实现对地下管网的规划和设计、配电管理、文件管理、用户管理和应急辅助决策以及综合查询等。可以同时在其部门与相关部门之间到达管网信息共享，提高网络信息的利用率。目前，基于地理信息系统技术的应用比较成熟的系统包括：天然气管网监测系统、供水管网地理信息系统、有线电视管理系统、路灯地理信息系统等。

2.4突发公共事件

面对城市突发公共事件，政府部门应能够正确预测和预警，科学的应急处置工作。利用地理信息可视化技术、信息集成和强大的空间分析能力，对相关部门进行各种信息，如地形、人口、基础设施的整合和可视化表达，然后通过数据共享、分析和图形的表达，加快对事件和应急处置过程的理解。目前已建立了城市应急指挥系统、“119”指挥调度自动化系统、地理信息系统防汛抗旱指挥系统、医疗应急指挥系统、燃气管网预警系统和地震灾害快速报警系统等。

2.5城市规划

城市规划设计是对城市这一地理空间的规划设计，使地理信息技术与空间相结合，从而逐渐成为城市规划过程中不能忽视的技术手段。国土资源局可以利用GIS对城市或土地的规划信息进行合理科学的管理，实现办公自动化；建立不同的分析模型和辅助决策支持系统，对相关部门进行综合分析和评价。不仅如此，基于地理信息系统还可以建立不同的预测模型，因此，我们可以利用GIS来预测城市的发展方向和规模。

2.6公共服务

城市的扩张给城市管理带来了的大量问题。但是地理信息技术的应用，使城市公共服务得以提高，为广大市民提供一个舒适的生活和休闲场所。利用GIS技术，使得城市公共服务实现了空间数据与属性数据的无缝衔接，为人们提供科学、快速的信息服务，为人们日常生活提供了便利。现如今，建立的基于地理信息系统的公共服务系统包括：关于管理城市公共设施的系统、关于管理商业网络的系统、关于查询邮政地址的系统、关于查询医疗资源的系统、消费者向12315投诉的系统和关于银行分行及自助设备的管理系统以及城市旅游地理信息系统等。

3　结语

在城市化迅速发展的今天，要想提高城市的综合竞争能力，并推动城市经济发展和社会的进步以及人民生活水平的提高，就必须提高城市数字化的进度。近几年，地理信息系统正在快速的发展，其内涵和外延也在不断地变化，并已发展成为一门独立的新学科。随着科学技术的不断创新和发展，地理信息系统的也跟着不断的创新和进步，相信它在不久的将来在城市数字化的建设中将办演一个重要的角色。

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卢 彦（1981-），男，中级职称，本科，主要从事城市测量、工程测量及地图制图等工作。

F208

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2095-2066（2016）14-0098-02

2016-5-1