韓祺娟
(武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院 430074)
城市的最大特點是人口眾多,2017年,全球人口達70億人,而一半都在生活在城市。而到2050年,據(jù)預(yù)測當(dāng)前所有的70億人都會聚集到城市里面,聚集度將越來越高。如今,城市里的人越來越多,建筑物也越來越多。它還會給城市帶來各種問題,如道路交通擁堵、生態(tài)環(huán)境問題等城市疾病。
GIS站在人的角度來看,智慧城市建設(shè)是希望數(shù)字地理應(yīng)用的力量,創(chuàng)造更加美好的未來。地理信息系統(tǒng)為我們提供了一個創(chuàng)建和應(yīng)用地理知識的框架和過程。我們可以整合和管理各種數(shù)據(jù),通過各種分析和建模進行制圖和可視化顯示、規(guī)劃和設(shè)計,并利用地理科學(xué)和地理信息系統(tǒng)支持我們的決策和指導(dǎo)我們的行動。同時,我們的焦點是宏觀的,就像最常見的三維系統(tǒng)。我們首先看到的是整個地球。這是我們做 GIS的天然思維。與此同時,不同行業(yè),不同知識背景。例如,從事建筑工程行業(yè)的人們,他們的關(guān)注點更精確,傾向于微觀、小場景,他們會考慮每一個具體的建筑單元,考慮建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu),考慮建筑結(jié)構(gòu)以及地面和地下工程等,這是一種微觀世界的思路。而對于那些做ICT(信息、通信、技術(shù))的人,他們關(guān)注的卻是如何布設(shè)各種傳感器,完成數(shù)據(jù)傳輸、收集這類事情。不同的人有不同的觀點,城市建設(shè)理念的智慧是不同的。站在空間的角度,不能只按照 GIS思路考慮大范圍的場景,更應(yīng)該把各類場景考慮周全,不只是宏觀、微觀的,還有室內(nèi)、室外、地上、地下等等,都融合在一起,這就是CIM。cim平臺的功能是承載城市規(guī)模的海量信息,不僅是我們熟悉的三維地理信息內(nèi)容,還是bim的集成。它還可以作為一個平云平臺,提供協(xié)作工作和數(shù)據(jù)訪問功能。同時,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大型數(shù)據(jù)挖掘、云計算等技術(shù),也能提供滿足城市發(fā)展需要的綜合管理系統(tǒng)。這是CIM對整個智能城市建設(shè)的豐富內(nèi)容。從特征上來說,CIM基本典型特征是城市細胞數(shù)據(jù)庫、可計算、定義城市和建筑的空間數(shù)據(jù)、所有城市應(yīng)用數(shù)據(jù)與CIM相連、城市可視化、可感知、開放性、安全性。一些可剛才提到的這些具體特點和思維方式有對應(yīng)關(guān)系,如城市的細胞,它對應(yīng)于實際的BIM所謂的單體建筑。另一個例子是定義城市和建筑物的空間數(shù)據(jù),這正是gis擅長的。用于數(shù)據(jù)存儲、管理和可視化。又比如可感知,對應(yīng)的是做 ICT物聯(lián)網(wǎng)這部分的信息。
在社會的發(fā)展過程中,離不開科技的支持,人們關(guān)注智能,想要建立數(shù)字化城市,在智慧城市的建設(shè)過程中,人們注重對空間信息的建設(shè),研究電子地圖,對空間進行系統(tǒng)的管理,進入了時空信息系統(tǒng)時代,時空信息系統(tǒng)是地理空間信息技術(shù)發(fā)展的高級階段。
1998年1月31日,美國前副總統(tǒng)戈爾發(fā)表了著名的“數(shù)字地球”主題演講之后,得到了許多國家的認可,推動了數(shù)字地球、數(shù)字國家、數(shù)字城市的研究開發(fā)與應(yīng)用。如今,在城市建設(shè)熱潮的智慧,我們幾乎聽不到“數(shù)字國家”,“數(shù)字城市”的聲音。然而,這并不意味著“數(shù)字城市”已經(jīng)過時。相反,智能城市的建設(shè)對數(shù)字城市提出了更高的要求。
建設(shè)智慧城市的基礎(chǔ)是讓城市實現(xiàn)數(shù)字化,讓城市符合社會科技發(fā)展。市內(nèi)巨大的建筑空間尚未數(shù)字化,因此先前得到的結(jié)果是一個不完整的數(shù)字城市?;诓煌耆珨?shù)字城市的智能城市建設(shè)將受到限制和制約。
隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,其中技術(shù)的革新,在構(gòu)建數(shù)字化城市的過程中,建筑方面的技術(shù)也不斷發(fā)展。在之前的發(fā)展過程中國,地理信息技術(shù)不高,地理信息系統(tǒng)(GIS)離開了建筑信息模型(BIM),止步于建筑之外;建筑信息模型(BIM)離開了地理信息系統(tǒng)(GIS),成為“空中樓閣”。GIS與BIM的集成,實現(xiàn)了GIS應(yīng)用領(lǐng)域的拓展與延伸,同時也提升BIM應(yīng)用價值;采用GIS與BIM集成技術(shù),實現(xiàn)了城市徹底地“數(shù)字化”,為智慧城市建設(shè)奠定了堅實的信息基礎(chǔ)設(shè)施。
第一,提供基礎(chǔ)信息,滿足智慧城市建設(shè)的地理信息需求。利用數(shù)據(jù)和信息統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò),可以發(fā)現(xiàn)全球范圍 80%甚至更多的信息與空間位置密切相關(guān)。就智慧城市建設(shè)而言,測繪地理信息是基礎(chǔ)信息,為地理信息報告平臺建設(shè)提供了基本載體和重要內(nèi)容。在數(shù)字城市建設(shè)的過去階段,地理空間框架可以提供地理信息,在智慧城市的建設(shè)初期,需要改變原有的地理信息系統(tǒng),利用信息技術(shù)建立智慧城市的新信息系統(tǒng),為智慧城市的建設(shè)提供基礎(chǔ)保障。在信息快速發(fā)展的背景下,地理空間信息技術(shù)不斷更新,對地理空間的信息采集也更加的精準(zhǔn)。在此過程中,建設(shè)智慧城市,可以合理的利用此方面的技術(shù),幫助建設(shè)智慧城市。地理信息技術(shù)的發(fā)展為建設(shè)智慧城市提供了保障,讓快速建成智慧城市奠定了基礎(chǔ)。在推動城市發(fā)展的過程中,城市對空間分布更加敏感,對空間建設(shè)提供了基礎(chǔ),讓城市更快的實現(xiàn)智能化。
根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)上的統(tǒng)計中心的報告,世界上 80%以上的信息與空間位置有著千絲萬縷的聯(lián)系。在智能城市建設(shè)中,測繪地理信息是基礎(chǔ)關(guān)鍵信息,也是構(gòu)建地理信息報告平臺的重要內(nèi)容。地理信息主要是通過數(shù)字城市地理空間框架期間提供的,但是,這個城市時期的智慧,通過地理空間框架提供的地理信息已經(jīng)無法滿足新一代云計算,物聯(lián)網(wǎng)為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要時空 GIS數(shù)據(jù)構(gòu)成的城市建設(shè)的基本智慧的基礎(chǔ)。
新時期,以數(shù)字航空數(shù)字攝影、高分辨率衛(wèi)星遙感、低空攝影測量系統(tǒng)和傾斜攝影技術(shù)為代表的地理信息采集新技術(shù)的應(yīng)用,為智慧城市實現(xiàn)可視化創(chuàng)造了技術(shù)條件,高精度、可視化的城市地理信息。同時,它還為用戶提供了多時間尺度的地理信息分析比較和城市監(jiān)控。發(fā)展和變革提供了可能性。因此,在建設(shè)智能城市的過程中,數(shù)字城市使用的是“動態(tài)”地理信息,而不是“靜態(tài)”地理信息。在感知信息方面,地圖地理信息扮演著更高級的角色。
測繪信息系統(tǒng)利用新技術(shù)為智能城市的建設(shè)提供了豐富的數(shù)據(jù),現(xiàn)代測繪技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的測繪技術(shù)。具體地,建立了更高的精度,全球定位系統(tǒng)的更大的靈活性,以提供用于映射遙感數(shù)據(jù)系統(tǒng)更多的數(shù)據(jù)源,進一步增強了地理信息系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實空間分析功能。測繪信息技術(shù)、全球定位系統(tǒng)和遙感數(shù)據(jù)系統(tǒng)的結(jié)合,為智能城市快速、準(zhǔn)確地處理空間信息和環(huán)境更新提供了更大的技術(shù)體系。
一方面,測繪地理信息的視覺特征更直觀地反映了城市信息的感知空間分布和異常變化;另一方面,測繪地理信息空間分析模塊結(jié)合特定領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)分析模型,直觀、規(guī)律地展示事物在空間維度中的分布和發(fā)展規(guī)律,并提供更準(zhǔn)確、更及時的分析結(jié)果,以配合城市的空間位置。此外,空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的集成應(yīng)用有助于提高智能城市建設(shè)中各種信息發(fā)現(xiàn)和提取空間相關(guān)知識的能力。
這個城市最活躍單元的區(qū)域經(jīng)濟,政治,文化的發(fā)展,承擔(dān)資源節(jié)約和環(huán)境保護的重要責(zé)任。當(dāng)前,加快智慧城市建設(shè),不僅是加強城市管理服務(wù)的需要,也是信息時代的必然選擇。測繪地理信息是建設(shè)智能城市的基礎(chǔ)。它在數(shù)據(jù)類型、存儲和管理方面有很高的要求,應(yīng)用測繪技術(shù)可以有效促進城市的高效低碳發(fā)展。