智慧城市建设中的多源地理信息数据分析研究

2020-01-06李生光王文婷

科学与信息化 2020年34期

李生光王文婷

1.山东兰图地理信息工程有限公司山东烟台 264003；

2.烟台华莱数据技术有限公司山东烟台 264003

引言

近些年，中国在国际社会的话语权不断提升，在国际社会特别是发展中国家，起到了示范、引领的作用。信息技术的发展为我们带来了生活方式上的改变，网络的普及为城市生活带来了巨大的便利。我们生活的城市朝着更加智能的方向进步，随着数字化进程的推进，智慧城市的建设逐渐渗透到了文化、交通、娱乐等各个方面，不同来源、不同格式的数据成为智慧城市建设的核心。数据管理和应用与分析技术在智慧城市建设中起着越来越重要的作用。

1 空间规划差异原因及类型

空间规划差异原因具有多样性。在原有体制下，空间规划的编制更加侧重于满足编制部门的管理职能诉求，加之缺乏充分的沟通协作机制，从而导致“政出多门”“九龙治水”的规划乱象。综合分析，空间规划差异产生的原因包括法理依据不同、主导编制部门的职能诉求不同、规划期限不同、规划基础不同、空间管制分区和管控要求不同、部门间的沟通和协作机制不足等。在以上诸多因素的驱动下，各类空间规划最终表现出的差异类型包括布局类，即不同空间规划对同一国土空间具有相悖土地用途安排或管控要求；误差类，即由于空间规划编制依据的基础数据精度不同，导致编制成果的精度差异；其他类，即由其他原因产生的差异，例如对某些敏感区域进行数据处理等[1]。

2 智慧城市建设中的多源GlS数据

2.1 基础地理信息数据

基础地理信息数据包括基础空间地理要素（如：等高线、高程点、控制点）、交通要素（如：公路、铁路、收费站）、建筑物要素（如：居民地、学校）、水系要素（如：河流、胡泊）、管网要素（如：电网、管线）、地表覆盖要素（如：植被、沙漠）、境界要素（如：国界线）。这些要素需要经过精确的测绘工作，才能形成覆盖全境的矢量数据。同时，利用北斗卫星系统及我国的资源三号卫星、低空遥感平台、无人机等技术采集的遥感影像数据，也是重要的基础地理空间数据。

2.2 知识存储

实际应用中，单一使用空间数据库存储上述信息，需对实体与关系分别建表，存在数据冗余，而且在查找关系时需多次进行表的连接操作，耗费查询时间。地理实体间存在多种类型的空间关系，难以在构建时提取所有关系，且单一使用图数据库无法进行实时提取。为了提高检索效率，实现知识和空间查询的结合，本文采用关系数据库存储地理空间数据和部分结构化语义语息，同时采用图数据库存储语义关系以及提取的空间关系。

2.3 环境与气象数据

小的方面来看，城市市民出行一般会根据天气情况而定，多会关注气象在此基础上确定或更改出行规划。大的方面来看，近年来人们多多关注环境与健康。总的来看，城市环境与气象数据分析的作用的价值是不可估量的。智慧城市所涉及的方面贯穿一切影响城市发展的各个区域，该类数据的收集和使用能够丰富数字生活内涵，让人们尽享出行监控所带来的便捷服务[2]。

2.4 算法应用实例

基于地理国情监测成果的现势性优势，利用其对地形图变化要素进行识别及更新，一方面可以快速定位地形图数据的变化；另一方面也减轻了地形图数据更新的工作量。因此本文以地理国情监测数据识别1∶10000DLG变化为例，选取了湖北省部分区域数据对算法进行验证。在应用实例之前，分析地理国情监测数据和1∶10000DLG数据的分类代码对应关系、属性对应关系。根据本文第1章中的变化识别思路，对数据进行准备，并确定要素匹配指标和判断变化与否的规则。而后利用2.1的算法，进行要素的变化识别。测试计算机要求Windows操作系统、安装ArcGIS版本10.1及以上、支持OfficeAccess/Word。在已建立的数据对应关系配置表基础上，对1∶10000DLG数据进行同名实体的匹配以及差异对比检查。利用不同标记标识要素的匹配和变化状态，例如：“1”代表匹配成功并且符合设定要求被判断为未变化的要素；“0”代表需要人工核查的要素，包含匹配失败的要素和匹配成功但是要素间差异大于设定阈值的要素；“11”代表人工核查后的未变化要素；“-1”代表在国情数据某图层中找到同名实体，而相关图层中没有，需要人工检查。

3 以数据为中心的智慧城市体系架构模型

要知道一个智慧城市不同层次之间很难达到一致性，问题的根源在于基本数据的不统一性，前期工作做好之后后期的问题就会越来越少。基础信息数据种类繁多，各有一处。我们所要达到的最终目标是将一些未开发的资源大力开发，供智慧城市不同应用中的用户在自身需要的基础上灵活配置数据，最终实现最大受益。除了以上所述的城市数据类型之外，有关城市的其他数据数不胜数，一些数据动态过程过快，还未得到有效利用。首要工作就是建立城市数据库，这一数据库具有多向性，面对本城市的同时与其他城市实现资源共享，最终实现不同智慧城市之间体系结构数据的相互操作。“数据一次开发多次使用”是我们一直以来并称的原则，为了避免数据实效可以有目的地进行体系结构数据维护工作。数据库建成并不意味着工作的结束，还需要将工作透彻化。