城市地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

1、城市地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用摘要：城市地理信息系統(tǒng)(UGIS)是專業(yè)化的地理信息系統(tǒng),在城市建設(shè)中扮演著神經(jīng)中樞的角色。介紹城市地理信息系統(tǒng)在國內(nèi)外的發(fā)展概況和在數(shù)字城市建設(shè)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域及其發(fā)揮的作用。快速發(fā)展的UGIS技術(shù),已成為數(shù)字化和信息化多源城市空間信息的統(tǒng)一載體,為城市的發(fā)展提供了方便、快捷的技術(shù)手段,提高了規(guī)劃、管理與決策的效率和質(zhì)量。關(guān)鍵詞：城市規(guī)劃；GIS；UGISAbstract:UrbanGeographicInformationSystem(UGIS)isaspecializedGeographicalInformationSystem,anditplaysanimport

2、antroleintheurbanconstruction.ItintroducedthedevelopmentofUrbanGeographicInformationSystemathomeandabroad,anditsmainfieldsofapplicationinthedigitalcityconstruction,anditsaffections.TherapiddevelopmentofUGIStechnologyhasbecometheunifiedcarrierofdigitalandinformationmulti-sourcespatialinformation.Itpr

3、ovidedaconvenient,fasttechnologyforurbandevelopment,andimprovedplanning,managementanddecision-makingefficiencyandquality.Keywords:cityplanning;GIS;UGIS城市地理信息系統(tǒng)，簡稱“UGIS”。它是GIS的一個分支，是一種運用計算機硬軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)對城市各種空間和非空間數(shù)據(jù)的輸入、存貯、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應(yīng)用，以處理城市各種空間實體及其關(guān)系為主，滿足城市建設(shè)、企業(yè)管理、居民生活對空間信息的需求，同時借助其特有的空間分析功能和

4、可視化表達，進行各種輔助決策的技術(shù)系統(tǒng)。它是城市基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是一種城市現(xiàn)代化管理、規(guī)劃和科學(xué)決策的先進工具。其應(yīng)用由各個業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、電信基礎(chǔ)設(shè)施、互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)站群、信息化終端、城市空間基礎(chǔ)信息平臺、城市綜合信息平臺等要素組成。在我國當(dāng)前的電子政務(wù)和城市信息化建設(shè)中，GIS受到了廣泛的關(guān)注作為實現(xiàn)社會經(jīng)濟信息與空間位置配準(zhǔn)的重要手段，GIS也已經(jīng)開始融入許多日常業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，為提高管理和決策的定量化、科學(xué)化發(fā)揮著不可替代的作用。地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展始終同計算機信息技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，計算機技術(shù)領(lǐng)域中面向?qū)ο蠹夹g(shù)、軟件集成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展對地理信息系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的沖擊力。從總的系統(tǒng)角

5、度看：隨著技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)將向著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)集成化，平臺網(wǎng)絡(luò)化和應(yīng)用社會化方向發(fā)展。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化使GIS市場從單純的系統(tǒng)驅(qū)動轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動，意味著支持GIS工作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)交換格式的標(biāo)準(zhǔn)化，提供GIS工作基礎(chǔ)數(shù)據(jù)接口的標(biāo)準(zhǔn)化。包括建立開放地理信息系統(tǒng)(OpeGIS)的互操作標(biāo)準(zhǔn)，尋求駐網(wǎng)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)處理服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)方法等。系統(tǒng)集成化意味著GIS軟件部件的對象化，使GIS軟件具有不同功能，可實現(xiàn)互操作和自我管理的軟件組件。使數(shù)據(jù)不僅能在應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)流動，還能在系統(tǒng)間流動。通過面向?qū)ο蠹夹g(shù)和集成技術(shù)利用對象鏈接和嵌入技術(shù)，開放式數(shù)據(jù)庫互鏈技術(shù)等為用戶提供簡單，標(biāo)準(zhǔn)，透明的公共

6、編程接口。平臺網(wǎng)絡(luò)化意味著GIS的工作平臺將逐步從單機轉(zhuǎn)入網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境。GIS引入互連網(wǎng)(Internet/Intranet)使GIS可實現(xiàn)網(wǎng)上發(fā)布，瀏覽，下載，實現(xiàn)基于Web的GIS查詢和分析。應(yīng)用社會化意味著GIS的應(yīng)用范圍將隨著上述技術(shù)的發(fā)展不斷拓寬，最終走入千家萬戶。從系統(tǒng)內(nèi)部的角度看：地理信息系統(tǒng)技術(shù)將逐步走向數(shù)據(jù)采集自動化，空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)組織的一體化，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化及空間分析功能的多樣化。從應(yīng)用的角度看：GIS的發(fā)展還有待于各種專業(yè)應(yīng)用模型的開發(fā)。2城市地理信息系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域2.1城市規(guī)劃管理國際上的城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)研究始于20世紀(jì)70年代初期，經(jīng)過近30年的迅猛發(fā)展

7、，目前發(fā)達國家已將城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)作為城市現(xiàn)代化標(biāo)志與重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，用于城市動態(tài)管理和規(guī)劃發(fā)展，并將它作為對城市重大問題和突發(fā)性事件進行科學(xué)決策的現(xiàn)代化手段。城市規(guī)劃管理系統(tǒng)的主要功能包括文檔管理和圖形管理。其中文檔管理包括數(shù)據(jù)錄入、傳輸、案件處理、結(jié)案處理、監(jiān)督處理、統(tǒng)計、輸出等；圖形管理包括圖形數(shù)據(jù)的輸入與輸出、編輯、專題圖生成與調(diào)用、動態(tài)更新、查詢等。2.2城市規(guī)劃設(shè)計城市規(guī)劃設(shè)計的專業(yè)性更強，它是規(guī)劃管理工作的基礎(chǔ)。城市規(guī)劃設(shè)計遠比其他設(shè)計對空間信息的依賴程度更大。首先通過3S等技術(shù)可以直接的將現(xiàn)實中的地形、地貌、建筑物等信息輸入計算機系統(tǒng)，使規(guī)劃設(shè)計依據(jù)更加準(zhǔn)確及時。其次，通

8、過計算機應(yīng)用系統(tǒng)繪制出符合要求的城市發(fā)展藍圖。第三，可以采用仿真、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)對規(guī)劃設(shè)計方案進行分析、比較和瀏覽用于與實際效果的比較及發(fā)展預(yù)測。最后，還可根據(jù)社會公眾的意見及時修改和調(diào)整,使城市的規(guī)劃設(shè)計方案更加符合城市的發(fā)展和社會經(jīng)濟發(fā)展各方面的要求。2.3城市交通管理在城市道路建設(shè)方面，可以對3S系統(tǒng)所產(chǎn)生的城市空間信息充分利用，對城市的道路進行合理布局與規(guī)劃，利用動態(tài)模擬技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等對規(guī)劃方案進行仿真、模擬，進行評估，使方案滿足需要的同時又能預(yù)留出一定的發(fā)展空間。在交通工具方面，對公共車輛配置GPS接收設(shè)備，對車輛進行導(dǎo)航。市民出行可以辦理公交智能卡，方便快捷。在交通管理方面，

9、城市GIS將城市道路系統(tǒng)與交通管理部門需要的交通管理信息疊加，通過信號燈管理、警力配置系統(tǒng)，每輛車配的置的專用傳感器，可使設(shè)置在路邊的信號采集設(shè)備及時將每輛車在城市中的流動情況反饋到數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心將采集到的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的交通規(guī)劃全景情況進行分析、對比并將結(jié)果送往指揮中心，指揮中心的計算機系統(tǒng)對相關(guān)路段的交通信號進行控制，通過信號的變化對交通流量進行調(diào)度。2.4城市地下管線管理城市綜合地下管線管理系統(tǒng)就是指利用GIS技術(shù)和其他專業(yè)技術(shù)，采集、管理、更新、分析和處理地下管線數(shù)據(jù)的一種技術(shù)系統(tǒng)。在城市GIS應(yīng)用中，對每一個地下管線都有一個空間定位，根據(jù)空間信息可以制作出能反映地下管線狀況的

10、數(shù)字地圖，將不同的管線圖疊加到數(shù)字地形圖上，就可以顯示出不同管線在同一標(biāo)準(zhǔn)地形圖上的準(zhǔn)確位置，同時將管線的屬性數(shù)據(jù)輸入到根據(jù)管網(wǎng)圖形信息而建立的屬性信息數(shù)據(jù)庫中，使二者一致，即可以通過圖形信息查閱其屬性信息，又能檢索屬性數(shù)據(jù)也可直觀地查詢到管線位置的圖形。這樣一方面，在進行城市建設(shè)過程中可以及時查清建設(shè)項目所在位置地下管線的分布情況，避免因建設(shè)工地地下信息不清造成重大損失，同時也可以合理布局。另一方面，各部分還可以建立相應(yīng)的管理系統(tǒng)，對這些數(shù)據(jù)實行動態(tài)管理和更新。2.5城市水資源管理與配置應(yīng)用應(yīng)用GIS，可以從空間上、時間上徹底了解水資源的現(xiàn)狀與變化發(fā)展，奠定水資源管理所需要的數(shù)字基礎(chǔ)；可以直

11、觀表現(xiàn)水資源狀況，更好地認識水資源的變化規(guī)律；為水資源管理提供直觀、系統(tǒng)、科學(xué)的管理工具；可以規(guī)范管理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息共享，便于各部門數(shù)據(jù)的交換，改進和完善水資源調(diào)度管理與數(shù)據(jù)更新維護機制。在配置方面，要在制水過程中建立數(shù)字化系統(tǒng)，包括配給、過濾、生產(chǎn)、供應(yīng)等全過程。同時在數(shù)字地圖基礎(chǔ)上建立供水監(jiān)控系統(tǒng)，利用GPS定位與各監(jiān)測點相連，隨時將大范圍的監(jiān)測信息反饋到中央控制中心，保障供水的需要。2.6房地產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用將GIS引入房地產(chǎn)管理是對傳統(tǒng)房地產(chǎn)管理方式的一個突破，它標(biāo)志著房地產(chǎn)管理走向更加成熟、更加規(guī)范的管理模式。3交通GIS和網(wǎng)絡(luò)GIS的發(fā)展在我國，交通GIS和網(wǎng)絡(luò)GIS將是GIS的主要發(fā)展

12、領(lǐng)域。GIS在商業(yè)及民用領(lǐng)域最廣泛的應(yīng)用就是汽車導(dǎo)航和網(wǎng)上地圖服務(wù)。交通信息與地理空間信息息息相關(guān)，因此，交通領(lǐng)域必然是GIS的重點應(yīng)用領(lǐng)域之一。隨著汽車擁有量和物流業(yè)在中國的不斷增加和發(fā)展，對交通信息和車輛導(dǎo)航的需求也逐漸增大。交通GIS憑借其強大的交通信息服務(wù)和管理功能必將促進交通規(guī)劃、建設(shè)、管理以及智能交通的發(fā)展，同時可以帶來巨大經(jīng)濟及社會效益。據(jù)統(tǒng)計，日本在使用智能交通系統(tǒng)以前，僅1991年因交通事故(或與交通有關(guān)的意外)的死傷人數(shù)就達100萬人，因交通擁堵而損失了53億小時，造成參考文獻約12萬億日元的直接經(jīng)濟損失。采用智能導(dǎo)航系統(tǒng)后，交通堵塞和交通事故大為減少現(xiàn)在日本ITS的目標(biāo)是

13、到2015年將道路交通事故減少為現(xiàn)有的50%。使用智能導(dǎo)航系統(tǒng)亦能有效地提高交通運輸能力和效率，節(jié)省時間，減少環(huán)境污染。網(wǎng)絡(luò)GIS(WebGIS)是將Internet與GIS結(jié)合在一起開發(fā)，使得GIS軟件或信息可以在高速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實現(xiàn)漫游和共享，這將大大開拓GIS的應(yīng)用領(lǐng)域。利用網(wǎng)絡(luò)來發(fā)布空間數(shù)據(jù)，為用戶提供空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和分析的功能，形成一個網(wǎng)絡(luò)化的地理空間集成平臺，將是GIS系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。WebGIS的應(yīng)用可以很好地支持服務(wù)業(yè)的發(fā)展，例如通過網(wǎng)絡(luò)我們可以方便地查找銀行酒店或商場的地址。這方面已有較多成功的應(yīng)用，如Google地圖和香港的中原地圖等。隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，第三產(chǎn)業(yè)將不斷擴展WebGIS的發(fā)展和應(yīng)用可以更好地為人民生活和經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)結(jié)論總之GPS的仿真，可以減少無用功、極大地提高工作效率并能有效地降低決策中的成本，使廣大科研工作者足不出門就能夠得到大量有用必要的高逼真觀測數(shù)據(jù)。本文我們通過對GPS體統(tǒng)和GPS+GALILEO系統(tǒng)建進立數(shù)學(xué)模型建模，然后對這兩個系統(tǒng)的仿真，通過實際模擬多種觀