地理信息系统在数字城市建设中的应用解析

摘 要:地理信息系统是集管理、分析、采集、储存和显示地理数据功能于一体的计算机系统,已经在不同的领域得到广泛的应用。本文阐述了在数字城市建设中GIS开发的主要模式,介绍了当前地理信息系统在数字城市领域中的研究与应用。

关键词:地理信息系统数字城市应用

中图分类号： P231 文献标识码： A

前言

当前我国的城市化建设已经进入白热化阶段。数字城市是综合运用地理信息系统、遥感、遥测、宽带网络、多媒体及虚拟仿真等技术,对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统; 它具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能。作为数字城市建设过程中的重要技术支撑之一的地理信息系统(Geographic Information System ,GIS)是一项以计算机为基础的新兴技术,它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层) 空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

1、 数字城市建设中GIS开发模式

GIS之于整个数字城市就好比是奠基石,这些年来,它已成为数字城市空间信息管理不可缺少的平台。GIS工具软件很多,国外较著名的有Arc GIS 和Map Info , 国内较著名的有Map GIS 和Super Map等。在数字城市建设中,开发应用型GIS主要有如下两种模式:

1.1 单纯二次开发

单纯二次开发完全借助于G I S工具软件提供的开发语言进行应用系统开发。GIS工具软件大多提供了可供用户进行二次开发的宏语言, 例如: Arc Info 的AML;桌面式Arc Info提供了VBA。其中, AML提供AML命令与AML菜单。前者将单一功能的Arc Info命令组织成能够解决复杂的地理问题的程序;后者将AML命令集成到简单易用的用户图形界面。用户可以利用这些宏语言,以原GIS工具软件为开发平台, 开发出针对不同应用对象的应用程序。这种方式虽省时省心,但进行二次开发的宏语言功能不强, 开发应用程序不尽如人意。

1.2 集成二次开发

集成二次开发指利用专业的GIS工具软件，实现GIS 的基本功能, 以通用软件开发工具尤其是可视化开发工具, 如Java、Visual C++和Visual Basic等为开发平台,进行二者的集成开发。集成二次开发现多用组件方式,即:利用GIS工具软件中建立在COM技术基础上的G I S 功能组件, 如Arc Info 的Arc Object , Map Info 的Map X , 这些组件对外提供了大量的接口,支持地图数据的显示、管理、存储。任何与COM兼容的编程语言均能利用组件来进行二次开发,将GIS功能嵌入其中。此种方法灵活多变,功能强大, 适应于开发脱离GIS工具运行环境的大中型应用软件系统。

在数字城市建设中, GIS技术需要与其他技术结合,比如:网络技术、卫星定位技术、遥感技术、虚拟现实技术和信息集成技术等, 才能对城市各类信息资源进行有效地整合, 建设具有统一信息平台的各种系列应用工程, 形成整个城市发展、管理、服务功能的信息数字化, 加快城市建设和发展。

2、GIS在数字城市建设中的应用

以GIS为核心的空间信息技术为城市生活和商务提供了一种立体的．多层面的信息服务体系, 为城市的建设和发展发挥了不可缺少的作用。在近几年来, GIS已经广泛应用于构成数字城市的众多行业, 在数字城市建设中取得了许多可喜的应用成果。

2.1 交通管理

随着我国城市化进程的加快, 机动车保有量的大幅增加, 城市交通问题越来越突出。利用GIS 进行停车场规划及管理的方法, 可以较大提高停车规划和管理的效率, 节约成本。GIS已经应用于机动车污染查询、分析和显示的系统, 动态地反映机动车的污染状况,为有关部门制定机动车污染控制决策提供相关的技术支持。城区交通噪声数据也能与GIS 有机结合,通过构建的模型对未来城市道路交通噪声的污染状况进行预测。在物流配送、公路客运换乘站选址布局、车辆行驶安全、车辆监控调度和BRT 规划与监控等方面GIS也有广泛的应用。

2.3 地下管线

地下管线包括给水、排水、燃气、电信、电力、热力、人防、工业管道等几大类,它是城市基础设施的重要组成部分, 它的安全运行是现代化城市高效率、高质量运转的保证。应用地理信息技术,可实现地下管网的规划设计、输配管理、图档管理、抢修辅助决策、用户管理及综合查询、统计等功能。各管同相关部门也可实现在各自部门同时查阅管网信息, 提高了管网信息利用效率。目前,基于GIS技术应用比较成熟的系统有:天然气输配管网调度监控系统、供水管网地理信息系统、有线电视管理系统、路灯地理信息系统等。

2. 4 突发公共事件

面对城市各类突发公共事件, 政府部门应该能够对突发事件实行正确的预测与预警、快速科学的应急处置。利用GIS的可视化技术、信息整合能力和功能强大的空间分析能力, 相关部门可对各种信息,如地形、人口、设施等进行集成和可视化表达, 再通过数据的共享、分析和图形表达从而加快对事件的了解和应急处置过程。如今已经建成了城市突发公共事件应急指挥系统、“119”自动化指挥调度系统、防汛防旱地理信息系统、医疗急救指挥系统、燃气管网预警系统和地震灾情速报系统等。

2.5 城市规划

城市规划设计是对城市这一地理空间的规划设计,GIS技术能将空间与属性有机结合, 因而逐渐成为城市规划中不可或缺的技术与手段。GIS可以对城市规划局或规划国土局对城市规划方面相关信息的进行管理,实现办公自动化;建立不同的分析模型和辅助决策支持系统, 对城市某单一或综合性的规划问题进行综合分析评价, 以供城市相关主管部门决策参考。不仅如此,基于GIS还可建立不同的预测模型来展现城市的发展方向及规模。

2. 6 公共服务

城市规模的扩大带来了面广、量大的城市管理工作。地理信息技术应用于城市公共服务领域,可以提高城市服务水平,为广大市民提供舒适的生活和休闲场所。GIS可以为城市公共服务实现空间数据和属性数据的无缝连接, 为市民提供科学而快速的信息服务, 使百姓的衣食住行等日常生活获得更多的便利。目前建成的基于GIS公共服务系统有:城市公共设施管理系统、商业网点管理系统、邮政名址查询系统、医疗资源查询系统、12315消费与投诉系统、银行网点及自助设备管理系统和城市旅游GIS系统等。

3 结语

数字城市是提高城市综合竞争力, 促进城市经济发展、社会进步和人民生活水平提高的新动力。地理信息系统近年来发展迅速,其内涵和外延都在不断地变化,并且已发展成为一门独立的新兴学科。随着地理信息系统科学技术的不断创新与进步, 相信它在数字城市建设中必将发挥越来越重要的作用。

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