地理信息技術在智慧城市建設中的應用

地理信息技術在智慧城市建設中的應用智慧城市是城市自然、社會、經濟、人文、環(huán)境等各類信息集成、整合和共享而形成的城市信息化的發(fā)展趨勢，也是推動整個國家信息化的重要組成部分。智慧城市在城市規(guī)劃、市政建設、交通設施、公共設施、公共服務、動態(tài)監(jiān)測、政府決策等方面得到廣泛應用。地理信息技術在智慧城市建設中的應用，使城市地理空間資料和社會經濟資料信息化，加快了城市地理信息資料的獲取速度，改進了資料的存儲方式并提高了資料使用率，大大加快了城市的建設進程；使城市管理和服務空間化、精細化、動態(tài)化、可視化、真實化，為政府構建高效的城市管理新模式提供了有效的技術手段；為廣大市民和企業(yè)服務提供了城市地圖網或地理信息服務網，以便查詢與日常生活密切相關的衣、食、住、行等信息，服務民生。1地理信息技術用于城市規(guī)劃城市規(guī)劃作為唯一具有法定地位的落實國家宏觀政策、指導城市長期發(fā)展的規(guī)劃，在整個國家規(guī)劃體系中涉及領域最廣、包含內容最多、指導作用很強，它對落實國家政策，實現(xiàn)國土資源的科學規(guī)劃、優(yōu)化配置、合理開發(fā)和充分利用，實現(xiàn)環(huán)境、社會和經濟健康、協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展有著重要的指導意義。傳統(tǒng)的城市規(guī)劃多以二維、靜態(tài)和定性分析為手段，難以滿足快速城市化背景下的規(guī)劃需求；定性與三維、動態(tài)、定量及半定量分析手段綜合應用是城市規(guī)劃科學化的“必需”選擇。地理信息從不同的廣度和深度支持城市規(guī)劃，為城市規(guī)劃提供了新的技術手段，提高了城市規(guī)劃的科學性。1.1城市空間戰(zhàn)略規(guī)劃城市空間戰(zhàn)略規(guī)劃在區(qū)域社會經濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)及行政區(qū)劃圖的基礎上，通過“集聚區(qū)域空間演變分析”、“空間自相關分析”、“城鎮(zhèn)聯(lián)系強度分析”等空間分析及傳統(tǒng)空間表達，解析區(qū)域內社會經濟屬性的區(qū)域分布特征及演變規(guī)律。綜合運用多種空間統(tǒng)計與空間分布模擬方法，將表格形式的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行空間化表達，并對統(tǒng)計數(shù)據(jù)結合空間位置進行數(shù)據(jù)挖掘，分析社會經濟數(shù)據(jù)在區(qū)域內的分布特征、統(tǒng)計特征及變化軌跡，為認識區(qū)域結構、確定城市的區(qū)域地位、構建合理的職能框架提供了支撐。1.2用地評價與空間結構分析城鄉(xiāng)用地評定是為了滿足城鄉(xiāng)發(fā)展的要求，對可能作為城鄉(xiāng)發(fā)展用地的自然環(huán)境條件及其工程技術上的可能性與經濟性，進行綜合質量評定，以確定用地的建設適宜程度，為合理選擇城鄉(xiāng)發(fā)展用地提供依據(jù)。在用地現(xiàn)狀圖及道路交通網的基礎上，通過“用地空間結構提取”、“中心服務體系可達性分析”等方式，從用地現(xiàn)狀圖中提取城市用地空間結構，從而揭示了城市內部用地布局及城市空間結構上存在的矛盾，為規(guī)劃人員了解各類用地的空間分布位置、規(guī)模、相互關系提供了直觀準確的參考，為用地布局及空間結構調整提供支撐，為分析城市用地現(xiàn)狀、總結城市布局問題、制定用地規(guī)劃方案提供參考。2基于GIS的社會綜合管理系統(tǒng)社會綜合管理是中國特色社會主義事業(yè)總體布局中社會建設的重要組成部分。隨著我國社會結構的深刻變動，社會綜合管理面臨著諸如流動人口問題引發(fā)的出租屋等安全隱患、應急管理體系不完善導致事故處置水平低下、公眾訴求不暢帶來的信任危機等一系列問題。社會綜合管理信息系統(tǒng)應運而生，該系統(tǒng)結合GIS強大的空間數(shù)據(jù)管理和分析功能，緊密圍繞社會綜合管理工作。它改變了紙質表格的信息收集和處理方式，改變了部門之間靠文件來往的協(xié)作方式，構建了高效的多部門聯(lián)動機制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和交換，解決了社會綜合管理過程中隱患事件整治率低、資源重復投資浪費、管理資源分配不合理、面向公眾服務體系不完善等問題。結合GIS強大的空間數(shù)據(jù)管理和空間分析功能，社會綜合管理信息系統(tǒng)的應用具有諸如圖上辦公、業(yè)務綜合化、事件協(xié)同處理、決策支持、信息共享等多樣性，涵蓋了人口、房屋、維穩(wěn)綜治、信息通報、隱患事件處理等業(yè)務領域。經授權的醫(yī)生能夠隨時查閱病人的病歷、患史、治療措施和保險細則，患者也可以自主選擇更換醫(yī)生或醫(yī)院。信息共享把信息倉庫變成可分享的記錄，整合并共享醫(yī)療信息和記錄，構建一個綜合的專業(yè)的醫(yī)療網絡。事故預防實時感知、處理和分析重大的醫(yī)療事件，從而快速、有效地做出響應。居民就醫(yī)便利；醫(yī)療費用大大降低；檢查檢驗結果共享；隨時全面了解自己和家人的健康狀況；及時獲得來自各部門綜合的、個性化的健康信息；隱私保護：完全控制對自己健康檔案數(shù)據(jù)的使用。衛(wèi)生行政部門實現(xiàn)了醫(yī)療質量監(jiān)控：績效考核、優(yōu)化衛(wèi)生資源配置；決策支持；衛(wèi)監(jiān)所對醫(yī)療機構業(yè)務進行統(tǒng)計和執(zhí)行資格考量；政府統(tǒng)一服務窗口。醫(yī)院調閱患者及其家屬的健康檔案及歷史診療信息；減少醫(yī)療事故：服藥沖突監(jiān)測、藥物過敏警告；個性化護理。社區(qū)確定社區(qū)主要衛(wèi)生問題和危險因素；針對居民個人的健康評價與建議及疾病預測；獲取社區(qū)居民的健康摘要更新以提醒居民：產后訪視提醒、新生兒計劃免疫提醒、慢性病隨訪提醒、結核病訪視提醒等。醫(yī)保用藥合理性及費用欺詐防范；制定或更新醫(yī)保政策；定點醫(yī)療機構布點。藥監(jiān)對區(qū)域內部醫(yī)院和藥店的藥品庫存和出售信息進行匯總分析，實現(xiàn)緊急情況下的藥品調配；對某些限制藥品進行監(jiān)控，防止藥物的違規(guī)使用和濫用。婦幼降低孕產婦死亡率；降低兒童死亡率：兒童免疫規(guī)劃，避免漏種和重復接種。CDC應急指揮：突發(fā)公共衛(wèi)生事件預警；傳染病、慢性病、精神病等疾病的實時監(jiān)控與預防。120急救中心院前急救。公安為案件偵破提供信息渠道；根據(jù)公安系統(tǒng)提供的人口遷入遷出信息發(fā)出檔案的封存和轉檔。民政育齡婦女專欄；殘疾人專欄。在未來，當智慧元素融入整個行業(yè)，醫(yī)療信息系統(tǒng)必將以前所未有的速度開始進化，并對醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)，乃至全人類的健康產生重大影響。6智慧社保智慧社保是指客戶端提供個人社保查詢服務、勞動力市場就業(yè)信息、社保時政要聞信息。個人社保查詢服務包括個人基本信息查詢、繳費歷史查詢、養(yǎng)老賬戶總額查詢、失業(yè)待遇發(fā)放查詢、工傷待遇發(fā)放查詢、退休待遇發(fā)放查詢、生育待遇發(fā)放查詢、轉入/轉出基金查詢，一次性繳費查詢等。我國人口眾多，經濟發(fā)展起點低，區(qū)域間的發(fā)展差距過大，完善社會保障體系是一項巨大而繁重的任務。智慧社保為人們提供更加人性化、便捷高效的服務，那么智慧社保到底智慧在那兒呢？1、移動社保通。通過手機開通各類社保、就業(yè)服務，主動推送服務給居民。比如：就醫(yī)結算短信實時提醒。其特點為，智能化人性化服務，實時高效，提高參保人群滿意度，樹立政府服務形象。2、遠程招聘。開通網上招聘、遠程面試平臺。可直接達成意向或初步達成意向。其特點為人性化服務，便捷高效，綠色低碳。節(jié)約成本。3、定制社保專用PAD。用于退管、勞動監(jiān)察等需要直接到單位或家中服務。特點為智能化實時服務，精確化管理。4、基于GIS網絡化管理。就業(yè)、退管、勞動關系管理等。特點為精細化精確化管理。5、醫(yī)療付費改革。先就醫(yī)再付費，人性化服務。特點為智慧提升人性化服務。7智慧交通 城市道路交通是城市基礎設施的重要組成部分，是城市物流和人流的載體，是城市的血管和生命線，擔負城市交通運輸?shù)闹饕δ?。近年來隨著城市經濟的快速發(fā)展和人們消費觀念的改變，家用汽車的普及以及城市汽車保有量的快速增加，堵車、停車等城市交通問題已成為城市發(fā)展的障礙和瓶頸，大大制約了城市的經濟發(fā)展。 主要障礙和問題有：城市交通擁堵嚴重，導致出行時間增加，能源消耗驚人。交通安全問題嚴重，事故頻發(fā)。噪聲污染和空氣污染日益嚴重。如何解決上述問題是擺在城市交通管理者面前最為迫切的任務。智慧交通，將電子、信息、通訊、控制、車輛等技術融合于一體，能迅速、靈活、正確地理解交通狀況，提出解決方案，以改善交通狀況，使交通系統(tǒng)發(fā)揮最大的能效。智慧系統(tǒng)是智力系統(tǒng)、知識體系、方法與技能體系、非智力體系、觀念與思想體系、評價體系等多個子系統(tǒng)構成的復雜系統(tǒng)。系統(tǒng)主要模塊包括以下幾個方面。數(shù)據(jù)采集模塊要實現(xiàn)綠色、環(huán)保、節(jié)能、快捷、高效的交通系統(tǒng)，首先必須采集完整的交通信息。城市交通信息主要包括城市出入口車輛通行信息、城市內部車輛通行信息、停車位信息。城市出入口車輛通行信息通過在所出入口設置電子籬笆實施采集。城市內部車輛通行信息通過在交通要道和關鍵交通點設置視頻檢測器，獲取當前該點的車輛通行信息；通過對所有停車場車輛停車位狀態(tài)信息實時采集，獲取停車位信息。這些信息為交通調度和智慧交通控制系統(tǒng)提供基礎信息數(shù)據(jù)。GPS導航系統(tǒng)進入交通領域并被廣泛應用，包括車載GPS導航儀器、GPS導航手機為交通信息的采集提供了便捷的途徑。利用GPS導航系統(tǒng)能夠采集到車輛的位置信息，為智慧交通提供最基礎的信息。所有交通信息采集裝置構成交通信息采集系統(tǒng)。由于采集的信息包括視頻信息、位置信息、車輛速度信息、車輛流通量信息等多種模式，因此信息的收集、融合和處理是智慧交通最為基礎也最為重要的組成部分。車體控制系統(tǒng)汽車車體控制是指對于諸如車門、車窗、車燈、空調、儀表盤、發(fā)動機、制動裝置等汽車車身部件進行控制。汽車車身控制系統(tǒng)的控制對象比較多而且分布于整個車體，系統(tǒng)應用的電子控制單元ECU節(jié)點安裝位置分散，如前節(jié)點和儀表節(jié)點在駕駛臺部位，后節(jié)點在車尾部位，左、右門節(jié)點則在左、右門部位等。對智慧交通系統(tǒng)來說，需要采集汽車車門狀況信息、車窗狀況信息、車燈狀況信息、空調狀況信息、汽車電子產品運行狀況信息、發(fā)動機狀況信息、制動裝置狀況信息等，并將相關信息及時傳輸給控制平臺，以便對車輛的安全狀況實施實時控制。信息傳輸系統(tǒng)將交通信息采集起來，傳輸?shù)教幚斫K端平臺，再經過“大腦”的思考做出決策，然后再發(fā)布相關信息或控制指令，構成完整的智慧交通系統(tǒng)。通常信息的傳輸有兩種：有線傳輸和無線傳輸。充分利用已有的資源，如有線電視網、電信通訊網、計算機網、因特網等，實現(xiàn)交通信息傳輸。交通信息存儲、處理與綜合控制系統(tǒng)交通信息采集并傳輸出來，必須建立專用存儲系統(tǒng)，同時對信息進行分析、歸類、整理，做出決策并實施控制。因此，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是智慧交通控制系統(tǒng)的關鍵部分之一。電子地圖庫是智慧交通控制系統(tǒng)的基礎，必須首先建立并實時更新，為GPS導航的準確性提供保障；道路信息庫、交通流量信息庫、車輛狀態(tài)信息庫、停車位信息庫必須確保實時性，以保障交通調度的準確性和安全性。視頻信息由于占有資源較大，因此應建立專門的視頻信息庫，為城市安全、交通事故鑒定與處理、車輛調度提供依據(jù)。為了使城市交通便捷、快速、綠色、安全、高效進行，需要建立相應的信息服務系統(tǒng)：交通信息發(fā)布系統(tǒng)、交通引導系統(tǒng)、停車庫空位信息系統(tǒng)、交通信號燈控制系統(tǒng)、交通安全控制系統(tǒng)、緊急事故處理系統(tǒng)等。交通信息發(fā)布系統(tǒng)，及時發(fā)布擁堵點信息、擁堵點流量信息、疏導最佳路線信息等，給出行者提供參考。當出現(xiàn)交通事故時，及時發(fā)布相關信息，給出當前規(guī)避事故點的最佳路線信息，同時通知有關機構及時處理。對不同的目標對象應對采集的信息分析處理后提供個性化服務。如對于公交系統(tǒng)，能及時提供公交站臺人流量信息，供調度及時調整公交班次。對于個體車主能提供及時路況信息、最佳出行路線、停車位信息等。對出租車能提供交通路況信息和車站、碼頭、機場候車人流量信息等。對交通管理部門，能及時提供車輛違章信息、車輛故障信息、交通事故信息，以便及時處理。對于安全部門，能對車站、機場、碼頭的視頻信息處置后，比對網絡通緝罪犯信息，及時掌控犯罪分子出入城市狀況，對于正在交通工具上實施犯罪行為的信息應能及時的通報給駕駛人員和附近的公安人員，以便及時處理，減小造成的傷害等。8地下管網系統(tǒng)管理 城市地下各類管線是城市的重要基礎設施，種類繁多，形式復雜，包括給水、排水、燃氣、熱力工業(yè)、電力、電信、綜合溝壑人防管線等，擔負著信息傳輸、能源傳送等重要工作，是一個城市賴以生存和發(fā)展的生命線。隨著城市經濟、科技和人民生活水平的不斷提高，所需的地下管線日漸增多，城區(qū)地下已經密如蛛網的各類管線還將有增無減。由于缺少統(tǒng)一的信息系統(tǒng)和準確的管線資料，在城市建設中常有管線被破壞，造成通訊中斷、煤氣泄漏、污水漫流等問題。給人們生命和國家財產造成巨大威脅和無可挽回的損失。據(jù)有關資料統(tǒng)計，我國大城市僅每年管線損壞造成的損失達20億元，全國約70%的城市沒有完整的地下管線資料，地下管線不清的現(xiàn)象普遍存在。 在城市建設中挖、埋管線顯得非常普遍。如果不了解地下管線的部署情況，很容易造成工程事故。因此無論是管理部門、設計部門還是施工單位都迫切希望能準確、迅速地了解某一地段的地下管線狀況，從而科學的進行各種市政管理及基礎建設。 綜合分析目前地下管線的狀況，大體存在以下6個方面的問題： 1.各部門（如自來水公司、煤氣公司、電力公司、通信公司、供熱公司、有線電視公司等）只有自己的管線資料，沒有其他部門的管線資料。這樣地下管網信息分類存放，很難直觀地表達管網的綜合狀況，同樣不能滿足規(guī)劃、管理和施工的需求，如果施工時有一方面沒考慮到，則會造成重大的施工事故和經濟損失。 2.城市地下管網資料大多以圖紙、圖表等紙介質記錄保存和管理，資料不全、查詢不便、更新速度慢，造成信息與現(xiàn)狀不符，嚴重影響城市建設中的規(guī)劃、管理、施工和服務的質量水平。即使有的管網資料以數(shù)據(jù)形式保存在計算機中并也建立了管網信息系統(tǒng)，但是由于不能及時更新也造成了信息與現(xiàn)狀不符。所以在建設施工中，經常發(fā)生挖斷貨損壞地下管線的嚴重事故，造成嚴重的經濟損失。 3.管網資料的分散管理難以對現(xiàn)有的信息進行深層次綜合統(tǒng)計和分析，不能給城市建設的決策部門提供全面的決策信息，將直接影響城市建設。 4.地下管線建設缺乏總體和長遠的規(guī)劃。城市規(guī)劃部門沒有統(tǒng)一的、長遠的地下管線布局規(guī)劃。各專業(yè)管線的鋪設沒有嚴格執(zhí)行規(guī)劃審批制度，缺乏全局觀念、長遠思想，只顧眼前利益，就近亂接亂建。一些道路挖了填，填了挖，根本沒有竣工圖。即影響了管線的