盧　彥（廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東　廣州　510030）

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地理信息系統(tǒng)在數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用分析

盧彥（廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州510030）

隨著社會(huì)的發(fā)展，我國正在進(jìn)行著一場城市化運(yùn)動(dòng)，我國城市的建設(shè)也越來越先進(jìn)化。本文就地理信息系統(tǒng)在數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行簡要分析，本文主要講述了在進(jìn)行數(shù)字城市建設(shè)過程中對(duì)GIS的使用與開發(fā)，介紹了當(dāng)前地理信息系統(tǒng)在數(shù)字城市領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用。以期為我國城市化建設(shè)提供微薄之力。

地理信息系統(tǒng)；數(shù)字城市；應(yīng)用

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國正經(jīng)歷著一個(gè)全球規(guī)模最大、最劇烈的城市化運(yùn)動(dòng)。城市中人口正在極速擴(kuò)張，社會(huì)保障和城市管理也變得越來越復(fù)雜。2000年，美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家Joseph Stieglitz曾經(jīng)說過：在21世紀(jì)最具影響力的兩件事情：①美國領(lǐng)導(dǎo)的新技術(shù)革命；②中國的城市化。在城市化的過程中，要逐步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，則在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的過程中更是離不開信息化。

在進(jìn)行建設(shè)城市信息化過程中，我們會(huì)碰到了很多困難：地理的分布性、資源問題、事件的不穩(wěn)定性、局部自治以及全球協(xié)同效應(yīng)。所想要解決這些問題，其主要途徑就是進(jìn)行數(shù)字城市技術(shù)的發(fā)展。數(shù)字城市是對(duì)地理信息系統(tǒng)、遙感、遙測以及虛擬仿真等多方面技術(shù)的綜合運(yùn)用，對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施、功能采取自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測、管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)體系，它具有城市地理、資源、生態(tài)環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化等多方面的強(qiáng)大能力。

數(shù)字城市地理信息系統(tǒng) （Geographic In-formati on System，GIS）建設(shè)過程中的一個(gè)重要技術(shù)支撐是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的新興技術(shù)，它是在計(jì)算機(jī)硬件和軟件的支持下的一個(gè)系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)或部分地球表面（包括大氣）空間有關(guān)的地理分布的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理、操作、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。

按照相關(guān)專家的預(yù)言，與地理信息相關(guān)的80%以上的信息是人類所能接觸到的。地理信息與政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、社會(huì)生活等多個(gè)方面相關(guān)，地理信息系統(tǒng)被整合到各行各業(yè)，融入到了成千上萬。在對(duì)城市進(jìn)行數(shù)字化的過程中，可以說基本上全部的應(yīng)用系統(tǒng)都離不開地理信息系統(tǒng)技術(shù)的支持。

1　數(shù)字城市建設(shè)中GIS開發(fā)模式

對(duì)于數(shù)字城市來說GIS就像是一塊奠基石，近幾年來，GIS在數(shù)字城市信息的管理過程中已經(jīng)有了不可取代的地位。關(guān)于GIS的工具軟件有非常多，在國外，ArcGIS和MapInfo的使用非常普遍，而在國內(nèi)，MapGIS和SuperMap都非常熱門。在數(shù)字城市建設(shè)中，開發(fā)應(yīng)用型GIS主要有如下兩種模式：

1.1單純二次開發(fā)

單純二次開發(fā)完全是在使用GIS工具軟件的背景下，并且該軟件提供開發(fā)語言對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)操作。在進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程中，GIS工具軟件往往是提供可供用戶進(jìn)行二次開發(fā)的宏語言，就像：ArcInfo的 AML（ArcMacroLanguage）；桌面式ArcInfo提供了VBA（Microsoft Visual Basic forApplication）。在此過程中，AML發(fā)出AML命令以及AML菜單。前者將單純功能的ArcInfo命令進(jìn)行組織重合，并用此解決了復(fù)雜的地理程序問題；后者將AML命令整合到使用方便簡單的圖形用戶界面。又例如MapInfo Professional提供的MapBasic語言也是一種宏語言。

用戶可以使用宏語言，用原有的GIS工具軟件做為開發(fā)平臺(tái)，根據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)象來開發(fā)相應(yīng)軟件。雖然這種方式節(jié)省時(shí)間，但進(jìn)行二次開發(fā)的宏語言功能不強(qiáng)，開發(fā)和應(yīng)用都達(dá)不到預(yù)期效果。

1.2集成二次開發(fā)

關(guān)于集成二次開發(fā)就是指使用專業(yè)的GIS工具軟件，就像ArcInfo、MapInfo等，實(shí)現(xiàn)GIS的基本功能，通過軟件開發(fā)工具的方式，特別是關(guān)于可視化工具的開發(fā)，例如Java、VisualC++和VisualBasic以及NET等開發(fā)平臺(tái)，將兩者進(jìn)行集成開發(fā)?，F(xiàn)如今，在進(jìn)行集成二次開發(fā)時(shí)，往往都是使用組件的方式，就是：利用GIS工具軟件中建立在COM技術(shù)基礎(chǔ)上的GIS功能組件，例如ArcInfo的ArcObject以及 MapInfo的MapX，以上所述組件都對(duì)外提供不止一個(gè)接口，方便地圖數(shù)據(jù)的管理和保存。所有和COM兼容的編程語言，都可以使用組件進(jìn)行二次開發(fā)。該方法靈活、強(qiáng)大，適應(yīng)于開發(fā)脫離GIS工具運(yùn)行環(huán)境的大中型應(yīng)用軟件系統(tǒng)。

在數(shù)字城市建設(shè)中，地理信息系統(tǒng)技術(shù)與別的技術(shù)相結(jié)合，如：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及信息集成技術(shù)等，可以有效整合城市各種信息資源，構(gòu)建各種應(yīng)用工程的統(tǒng)一信息平臺(tái)，形成城市發(fā)展、管理和服務(wù)功能的數(shù)字化信息，加快城市建設(shè)和發(fā)展。

2　GIS在數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用

以地理信息系統(tǒng)為核心的空間信息技術(shù)為城市生活和企業(yè)提供了一個(gè)立體的服務(wù)空間。多方面的信息服務(wù)系統(tǒng)，為城市的建設(shè)和發(fā)展起到了不可或缺的作用。近年來，地理信息系統(tǒng)在數(shù)字城市建設(shè)中已得到了廣泛的應(yīng)用，在數(shù)字城市建設(shè)過程中得到了非常多令人感到高興的成果。

2.1交通管理

隨著我國城市化進(jìn)程的加快，機(jī)動(dòng)車的數(shù)量急劇增加，城市交通問題日益突出。我們可以利用地理信息系統(tǒng)對(duì)停車場進(jìn)行規(guī)劃和管理，可以提高停車規(guī)劃管理的效率，節(jié)約成本更大。也可將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車污染查詢和分析中，正確反映車輛的動(dòng)態(tài)污染狀況，為機(jī)動(dòng)車污染治理相關(guān)部門決策提供相應(yīng)技術(shù)支持。城區(qū)交通噪聲數(shù)據(jù)也能與GIS進(jìn)行有效的結(jié)合，構(gòu)建城市道路交通噪聲污染模型，并以此對(duì)城市的空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行監(jiān)測。在物流配送過程中、公路客運(yùn)換乘站的選址布局、交通安全和車輛調(diào)度以及監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)劃等都可利用GIS來實(shí)現(xiàn)。

2.2生態(tài)環(huán)境保護(hù)

地理信息系統(tǒng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，并引入三維地理信息系統(tǒng)，將為新的環(huán)保護(hù)工作提供有力保障。典型的應(yīng)用包括：突發(fā)污染事故應(yīng)急監(jiān)測，生態(tài)功能區(qū)等，在環(huán)境檢測方面，通過疊加分析的多源、長期的圖像數(shù)據(jù)、對(duì)監(jiān)測環(huán)境的變化和生態(tài)環(huán)境演變的歷史以及對(duì)未來的模擬，分析了環(huán)境變化的原因，預(yù)測環(huán)境的發(fā)展趨勢，為環(huán)境保護(hù)措施提供科學(xué)依據(jù)。在突發(fā)性污染事故急救方面，可以對(duì)發(fā)生事故的位置快速定位，并分析影響范圍，為人員疏散和救援提供保障，降低事故發(fā)生造成的損失；在進(jìn)行生態(tài)功能區(qū)劃過程中，三維GIS的使用，突破了傳統(tǒng)的方式，它結(jié)合自然特點(diǎn)，根據(jù)目前環(huán)境、社會(huì)發(fā)展等因素的影響，實(shí)際的制定能夠符合該區(qū)域的區(qū)劃方案，增加了功能區(qū)劃的客觀性和科學(xué)性，為區(qū)劃工作節(jié)約了人力物力的花費(fèi)，還提高了工作效率，并利用科學(xué)合理方法保護(hù)生態(tài)環(huán)境，以達(dá)到資源可持續(xù)發(fā)展的目的。

2.3地下管線

地下管道包括供水、排水、燃?xì)狻㈦娦?、電力、熱力、人防、工業(yè)管道等幾大類，這作為組成城市的基礎(chǔ)，其安全順利的進(jìn)行是現(xiàn)代城市化順利并高效率進(jìn)行的重要保障。應(yīng)用地理信息技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下管網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)、配電管理、文件管理、用戶管理和應(yīng)急輔助決策以及綜合查詢等?？梢酝瑫r(shí)在其部門與相關(guān)部門之間到達(dá)管網(wǎng)信息共享，提高網(wǎng)絡(luò)信息的利用率。目前，基于地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用比較成熟的系統(tǒng)包括：天然氣管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)、有線電視管理系統(tǒng)、路燈地理信息系統(tǒng)等。

2.4突發(fā)公共事件

面對(duì)城市突發(fā)公共事件，政府部門應(yīng)能夠正確預(yù)測和預(yù)警，科學(xué)的應(yīng)急處置工作。利用地理信息可視化技術(shù)、信息集成和強(qiáng)大的空間分析能力，對(duì)相關(guān)部門進(jìn)行各種信息，如地形、人口、基礎(chǔ)設(shè)施的整合和可視化表達(dá)，然后通過數(shù)據(jù)共享、分析和圖形的表達(dá)，加快對(duì)事件和應(yīng)急處置過程的理解。目前已建立了城市應(yīng)急指揮系統(tǒng)、“119”指揮調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)防汛抗旱指揮系統(tǒng)、醫(yī)療應(yīng)急指揮系統(tǒng)、燃?xì)夤芫W(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)和地震災(zāi)害快速報(bào)警系統(tǒng)等。

2.5城市規(guī)劃

城市規(guī)劃設(shè)計(jì)是對(duì)城市這一地理空間的規(guī)劃設(shè)計(jì)，使地理信息技術(shù)與空間相結(jié)合，從而逐漸成為城市規(guī)劃過程中不能忽視的技術(shù)手段。國土資源局可以利用GIS對(duì)城市或土地的規(guī)劃信息進(jìn)行合理科學(xué)的管理，實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化；建立不同的分析模型和輔助決策支持系統(tǒng)，對(duì)相關(guān)部門進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)。不僅如此，基于地理信息系統(tǒng)還可以建立不同的預(yù)測模型，因此，我們可以利用GIS來預(yù)測城市的發(fā)展方向和規(guī)模。

2.6公共服務(wù)

城市的擴(kuò)張給城市管理帶來了的大量問題。但是地理信息技術(shù)的應(yīng)用，使城市公共服務(wù)得以提高，為廣大市民提供一個(gè)舒適的生活和休閑場所。利用GIS技術(shù)，使得城市公共服務(wù)實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的無縫銜接，為人們提供科學(xué)、快速的信息服務(wù)，為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┝吮憷，F(xiàn)如今，建立的基于地理信息系統(tǒng)的公共服務(wù)系統(tǒng)包括：關(guān)于管理城市公共設(shè)施的系統(tǒng)、關(guān)于管理商業(yè)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)、關(guān)于查詢郵政地址的系統(tǒng)、關(guān)于查詢醫(yī)療資源的系統(tǒng)、消費(fèi)者向12315投訴的系統(tǒng)和關(guān)于銀行分行及自助設(shè)備的管理系統(tǒng)以及城市旅游地理信息系統(tǒng)等。

3　結(jié)語

在城市化迅速發(fā)展的今天，要想提高城市的綜合競爭能力，并推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步以及人民生活水平的提高，就必須提高城市數(shù)字化的進(jìn)度。近幾年，地理信息系統(tǒng)正在快速的發(fā)展，其內(nèi)涵和外延也在不斷地變化，并已發(fā)展成為一門獨(dú)立的新學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，地理信息系統(tǒng)的也跟著不斷的創(chuàng)新和進(jìn)步，相信它在不久的將來在城市數(shù)字化的建設(shè)中將辦演一個(gè)重要的角色。

［1］孟繁智.《機(jī)械加工先進(jìn)工藝竅門與新技術(shù)應(yīng)用圖示例解及常用技術(shù)資料速查手冊》.黑龍江文化電子音像出版社，1999.

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盧 彥（1981-），男，中級(jí)職稱，本科，主要從事城市測量、工程測量及地圖制圖等工作。

F208

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2095-2066（2016）14-0098-02

2016-5-1