地理信息系统在智慧城市中的应用研究

2018-08-01李艳军李爱国

智能建筑与智慧城市 2018年7期

关键词：数字信息概念模型直观

李艳军，李爱国

LI YAN-jun ,LI AI-guo

（天津市地球物理勘探中心）

(Tianjin Geophysical Exploration Center)

【关键字】智慧城市；地理信息系统；建设；应用

1 引言

由于智慧城市是建立在数字化和信息化基础之上的一种理念，所以要想促进智慧城市的建设与发展，首先就必须要加强数字化管理。而地理信息系统（GIS）可以有效实现智慧城市的数字化建设，通过该技术可以进行空间数据信息的分析处理，从而对空间数据进行可视化利用和体系化分析，一方面达到智慧城市对于数字化和信息化的需求，另一方面也加快了智慧城市的建设步伐。由此可见，地理信息系统在智慧城市建设中具有重要的作用和地位，相关研究工作人员需要给予高度重视。

2 地理信息系统概述

地理信息系统即GIS技术，它是伴随着计算机网络技术而诞生的测绘信息技术，通过计算机相关软件的应用，可以很好地完成地理数据信息进行采集、处理和存储工作，同时它还可以对数据信息进行可视化分析，为城市建设和管理的决策提供有力的指导。另外，地理信息系统的应用可以帮助工作人员建立三维模型和数据库，这样不仅极大地提高了信息处理和分析效率，而且极大地降低了人工劳动。现阶段，地理信息系统（GIS）的应用十分广泛，例如在工程测量、城市规划测量中都有重要的应用。而对于智慧城市而言，它是数字化城市的升级和革新，所以其对于信息化和数字化的管理要求严格，通过地理信息系统的应用，需要在原有基础上搭建时空信息云平台，这样才能满足智慧城市的建设需求。

3 智慧城市的概念模型研究

概念模型是一种对于真实事物进行抽象描述的模型，它可以有效反映出真实事物的客观本质，它作为一种信息结构，不依赖于具体的计算机系统，同时也不限制于某个单一的数据管理系统模型，而是一种抽象描述实物本质的共性模型。对于智慧城市概念模型而言，它主要是对智慧城市的整体描述，从而有效反映出人们对于智慧城市的客观认知。众所周知，在智慧城市建设中，核心部分是数字信息，由于数字信息的过于庞大，使信息之间可以相互作用和联系，从而形成了智慧城市物联网。而这些庞大的数字信息结构，根据存在的形式不同，可以大致分为以下几种，即用户、感知、对象、服务、控制和管理，这几部分共同构成了智慧城市物联网，所以对于智慧城市概念模型的研究也主要包含这六部分集合，详细如图1所示。从信息角度考虑，由于智慧城市建设中存在庞大的数字信息，这些信息相互传递，同时相互作用和联系，所以通过信息的交流可以完成一系列物理环节的运行，最终实现智慧城市的智能化控制与管理。由此可见，智慧城市建设的灵魂和核心是数字信息，而信息结构体系决定着智慧城市的运行方式，这是研究地理信息系统在智慧城市建设中应用的重点。

图1 智慧城市概念模型

4 智慧城市建设过程中对于地理信息技术的应用

4.1 地理信息体系结构分析

要想更好的建设智慧城市，使地理信息系统的应用可以提高智慧城市的信息化管理水平，首先要掌握智慧城市中地理信息体系结构，其主要包括以下三方面内容：

1）数据层

该体系结构主要起到数据库的作用，由于智慧城市建设中存在过于庞大的数字化信息，所以数据层的重要性不言而喻，它可以容纳丰富的地理场景信息，为后续的智慧城市建设奠定基础。通常情况下下，为了达到对地理信息系统模型的优化目的，需要对提高地理场景信息的加载程度，这就需要对模型进行处理，以确保后续地理信息平台的构建；

2）业务逻辑层

该体系结构的主要功能是对后台数据的调用处理、城市规划建设等，同时它还可以实现对地理场景的浏览和系统飞行漫游的作用；

3）应用层

该体系结构作为用户操作的入口，可以实现对各项功能模块的调用和分析处理，让工作人员可以更加直观的掌握城市规划设计的要点，从而便于对内容进行创新和优化。

4.2 地理信息系统在智慧城市建设中的应用前景

首先，在地理信息系统中包括两种影像，即航空手段和卫星手段收集到的影像，虽然两种影像获取方式不同，但是这两种信息都具有容量丰富、直观具体和可读性的特点；其次，地理信息系统主要是通过立体模型对于城市的地形地貌进行的描述，通过对计算机技术的运用，将城市中真实事物进行抽象的表达和描述，最终呈现出一种直观立体模型；再次，通过地理信息系统的应用，可以对于城市立体规划模型进行精细调整，例如通过增加小的建筑模型等手段，使城市规划更加完善；最后，地理信息系统作为对二维地理技术的发展延伸，仍然保留了二维地理信息技术的很多特征，通过对二维地理系统的分析和查询，地理系统提供了许多必要的数据[1]。

4.3 地理信息系统为智慧城市发展提供服务

地理信息系统在智慧城市规划设计中具有重要的作用，除此之外，它对于智慧城市其他方面也提供了巨大的服务：

1）地理信息系统可以从多角度展现出城市的地形地貌和建筑物的整体结构，这样可以让人们更加直观具体的掌握城市立体网络，不仅极大的方便了人们的出行和工作，同时也有效提高了智能化管理水平；

2）地理信息系统在城市突发事件处理中也具有重要的作用，由于该技术可以帮助人们更加直观的掌握城市地下管线情况，这对于突发事件和灾害的处理而言，可以让工作人员掌握第一手资料，从而有效进行后续的处理和维护。

4.4 地理信息系统在智慧城市消防工作中的作用

智能消防作为智慧城市建设中一个不可获取的组成部分，对其的研究十分关键。智能消防主要结合了物联网以及地理信息系统等技术，通过地理信息系统的应用，可以有效进行消防数据的采集和设备调控，以达到消防应急的最终目的。另外，通过地理信息系统的应用，可以直观的展现出城市的各类消防设施，这样在发生事故后，可以让消防人员进行及时的应急指挥，将危害降至最低，一方面加快了智慧城市的建设步伐，另一方面也给人员的生命安全提供了有效保障。