新型智慧城市建设背景下地理信息系统应用研究

杨林林

地理信息系统（Geographic Information System ， GIS）是一种以計算机软、硬件为基础，收集、分析并保存空间地理数据的系统。研究证实，该系统既能够用于现实空间的模拟与表达，还具备分析、处理空间数据的功能，将其用于打造新型智慧城市以及数字中国的项目中，可以使建设水平得到明显提升。

一、研究背景

事实证明，GIS的出现，较大程度提升了城市智慧化水平、城市管理效率和城市服务质量。调查发现，外国学者的研究重心主要落脚于技术层面，包括但不限于计算数据、传输数据还有保存数据的技术，我国学者普遍更关注应用层面，研究内容以如何拓展应用领域、如何使大数据与GIS得到充分结合为主。本文以现有研究为基础，围绕将GIS系统用于新型智慧城市项目的技术要点展开讨论，希望能够给人以启发，为日后相关工作的高效开展提供有力支持。

二、应用地理信息系统的意义

现阶段，基于GIS打造新型智慧城市，助力数字中国建设成为大势所趋，下文选择从建设需求、系统功能出发，对应用该系统的意义进行总结，以供参考。

（一）收集保存数据

应用GIS系统和技术可以降低有关部门收集、保存建设新型智慧城市所需数据的难度，通过实时收集并处理数据的方式，为相关工作提供分析、判断支持，同时为城市建设质量以及速度提供有力保障。收集数据层面，该系统能够利用卫星、无人机等收集地理信息，将所收集数据转化成图表信息，用以支撑政府部门决策。这里要明确一点，即：该系统既具备收集地貌、地形相关数据的功能，还支持检索地质资料属性的操作。

保存数据层面，该系统用到了多种信息技术，这也决定了其能够分类保存大量数据信息，由此保证数据资源能够得到便捷且科学的应用。GIS往往涉及两种不同类别的数据，分别是栅格数据、矢量数据。

（二）快速查询数据

作为信息管理系统的分支，GIS系统的核心功能是查询数据。待数据收集、录入的环节暂时完成，该系统将通过内置功能模块处理地理信息，通过把数据信息转化成数字化数据的方式，为工作人员快速查询、获取所需数据提供便利。考虑到地理信息的性质相对特殊，具有信息量大、覆盖范围广以及时间跨度大等特点，加之地理信息普遍包含三维信息，因此，常规查询方法并不适用。对该系统加以应用，能够有效解决常规方法查询速度慢、精度低等问题。另外，该系统所搭载的分析模块，还具备以工作人员需求为依据，整理并计算数据信息的功能，通常只需要借助该系统，便能够在短时间内获得日常工作中需要使用的某类特殊属性数据，在保证项目建设效率的前提下，最大程度提升数据信息的准确性，为日后制定决策、设计图纸或是建设施工提供有力支持。

（三）建立三维模型

空间数据模型所反映的内容以空间实体之间的联系为主，可以为后续描述空间数据、设计数据库模式等工作提供参考。GIS所提供三维影像的可视化、立体化程度，均明显优于其他系统，三维影像更具真实感的原因有两个，一是由其所建立的三维模型十分逼真，二是其人机交互体验较其他系统更为高效，由此可见，建立模型对降低施工管理难度具有重大意义。三维GIS的关键在于建立三维模型，工作人员可根据系统所提供影像，快速绘制出精准清晰的底图。基于该系统所建立模型的价值，主要体现在以下两方面：一是模型既包含地貌、地形等信息，还包含水文状况及其他特殊信息，有助于工作人员进一步完善底图。二是模型可以为工作人员分析地质体信息提供便利，确保所制定规划、措施科学且合理。

三、如何使地理信息系统作用得到充分发挥

在城市发展进程不断加快的大环境下，将GIS技术与应用、新型智慧城市建设相结合成为大势所趋。现阶段，国内多数城市均已加入建设新型智慧城市的阵营，要想尽快实现该目标，建议对GIS等技术加以充分运用，有效的方法如下：

（一）升级收集分享数据的功能

作为GIS的基础，数据会对GIS功能的实现产生直接影响，在获取三维模型所需数据时，既要保证数据精度，还要考虑生产效率和生产成本。以往，获取数据的方式以人工建模、二维建模为主，其中，二维建模需要用到CAD数据、GIS数据和地图数据，具有成本低、速度快的优点，但受二维数据限制，模型所能发挥的作用十分有限。人工建模则有效解决了二维建模存在的问题，同时确保所建立模型具有丰富的属性信息、理想的几何精度，当然，该方式也存在明显不足，即成本高、建设周期长，加之在新时期新型智慧城市高质量发展形势下，数据收集滞后的情况时有发生，对GIS系统收集数据的能力进行升级迫在眉睫。有效的措施有以下几种：其一，通过定期组织人员培训、升级先进设备等方式，使系统收集数据的速度及能力得到有效提升，及时更新地理信息数据，使相关工作需求得到充分满足。其二，共建共享数据信息。结合云技术、互联网、各级政务共享信息服务平台及其他先进技术，在自动收集并更新数据的前提下，同步推进数据资源共享，为系统所收集数据的精确性、时效性提供保障。其三，对处理、分析数据的环节加以重视，以云计算、大数据等技术作为抓手，安全、科学、高效地处理并分析各类现状、规划、管理等数据，尤其是遥感影像、倾斜摄影等数据，在此基础上，优化工作人员个性化操作的服务功能模块。

（二）建立健全相关数据库

从系统和数据的相互依赖关系而言，该系统必须采集相关数据信息，才能满足基础工作需求和建设事项。考虑到地理信息数据体量大，因此，要想使系统服务能力、整体应用水平达到预期，还应当健全数据库建设。一方面，制定并完善数据库建库标准，清晰划分类别属性，定期按需求收集各类要素数据，为系统各项功能实现夯实基础，确保其在规划、建设及管理方面的作用均能够得到充分发挥。另一方面，对数据库更新环节加以重视，灵活使用不同的收集、处理手段，在互联网、大数据等技术的辅助下，压缩数据更新周期。此外，如果条件允许，还应建立纠错机制，弥补系统存在的不足，真正做到以数据信息所发生变化为依据，对数据库所保存数据进行相应的调整。

（三）对三维模型加以完善

与二维图层相比，三维模型能够使地理信息得到更加准确且直接的展示，换言之，在新型智慧城市相关项目建设过程中，采用三维模型技术，能够明显提升效能。现阶段，面向新型智慧城市的GIS系统及相关技术正逐步完善，具体建设实施中，工作人员可以采取以下基础性措施：首先，对收集数据的技术进行创新，尽可能使数据精度达到理想水平，为日后建模提供数据支持。其次，加大科技合作与研发，深度运用现有遥感自动解译、AI等技术，促进融合发展，推进三维可视化应用，帮助城市数字化模型结构更为完善，信息更为详实。最后，提高三维数据接口支撑功能，三维建模过程中不仅用到地理信息数据、地下空间地质数据、地标景观等数据，相关数据属于不同类别或源自不同平台，要求不断优化系统平台接入支持、多源数据融合处理功能。

四、结束语

通过上文的研究可知，作为信息管理系统的代表，GIS系统在打造新型智慧城市中发挥着极为重要的作用。对该系统加以应用，可以使实时收集、处理、分享还有保存数据信息的工作得到有序开展，在降低建设难度的同时，使项目品质、智能化水平得到明显提升，有关人员应对此引起重视，根据项目特征和需求，对GIS系统加以运用，以确保其作用得到充分发挥，为建设新型智慧城市助力。