浅谈城市地理信息系统的应用.pdf

地理空间信息 GEOSPATIAL INFORMATION 第6期80 Dec 2010 Vol 8 No 6 浅谈城市地理信息系统的应用 赵海卫 1 王继尧1 刘照永1 薛松超2 1 中国矿业大学 资源与地球科学学院 江苏 徐州 221116 2 浙江省水电建设公司 浙江 宁波 315010 摘要 城市地理信息系统 UGIS 是专业化的地理信息系统 在城市建设中扮演着神经中枢的角色 介绍城市地理信息 系统在国内外的发展概况和在数字城市建设中的主要应用领域及其发挥的作用 快速发展的 UGIS 技术 已成为数字化和 信息化多源城市空间信息的统一载体 为城市的发展提供了方便 快捷的技术手段 提高了规划 管理与决策的效率和质量 关键词 城市规划 GIS UGIS 中图分类号 P208文献标志码 B文章编号 1672 4623 2010 06 0080 03 Application of Urban Geographic Information System ZHAO Haiwei1 WANG Jiyao1 LIU Zhaoyong 1 XUE Songchao2 1 School of Resource and Earth Science CUMT Xuzhou 221116 China 2 Zhejiang Water and Electricity Construction Company Ningbo 315010 China Abstract Urban Geographic Information System UGIS is a specialized Geographical Information System and it plays an important role in the urban construction It introduced the development of Urban Geographic Informa tionSystemathomeandabroad andits mainfields ofapplication inthedigitalcityconstruction and itsaffections Therapid developmentofUGIStechnology has becomethe unified carrierofdigitaland information multi source spatial information It provided a convenient fast technology for urban development and improved planning management and decision making efficiency and quality Key words city planning GIS UGIS 城市地理信息系统 简称 UGIS 它是 GIS 的 一个分支 是一种运用计算机硬 软件及网络技术 实 现对城市各种空间和非空间数据的输入 存贮 查询 检索 处理 分析 显示 更新和提供应用 以处理 城市各种空间实体及其关系为主 满足城市建设 企 业管理 居民生活对空间信息的需求 同时借助其特 有的空间分析功能和可视化表达 进行各种辅助决策 的技术系统 它是城市基础设施之一 也是一种城市 现代化管理 规划和科学决策的先进工具 其应用由 各个业务应用系统 电信基础设施 互联网和网站群 信息化终端 城市空间基础信息平台 城市综合信息 平台等要素组成 在我国当前的电子政务和城市信息化建设中 GIS 受到了广泛的关注 作为实现社会经济信息与空间位 置配准的重要手段 GIS 也已经开始融入许多日常业务 系统中 为提高管理和决策的定量化 科学化发挥着 不可替代的作用 1国内外的发展概况 国际上的城市地理信息系统研究始于 70 年代初 中期 经过 20 多年的迅猛发展 目前发达国家已将它 作为城市的基础设施之一 用于城市动态管理和规划 发展 并将它作为对城市重大问题和突发性事件进行科 学决策的现代化手段 美国 日本 澳大利亚等许多 国家在城市规划 市政工程 交通设施 公共服务 动 态监测等方面都广泛应用城市地理信息系统 美国首 都华盛顿持区启用 34 个城市信息子系统进行城市动态 管理 定时发布交通状况信息 导向车辆运行 即一 成功范例 我国城市地理信息系统研究以遥感为先导 1980 年在天津和 1983 年在京 津 渤地区都进行了有益的 探索 1989 年利用世界银行贷款正式在常州 洛阳和 长沙市三个中等城市进行城市规划管理信息系统的研 究探索和建设 1999 年后 计算机技术发展迅速 随 着国民经济建设和城市化进程的加快 特别在经济特 收稿日期 2010 03 29 项目来源 国家 973 计划资助项目 2009CB219605 Dec 2010 Vol 8 No 6 地理空间信息 GEOSPATIAL INFORMATION 81第6期 区和东南沿海城市 对 UGIS 的需求出现了一股热潮 加大了资金和技术投入 深圳 广州等城市的 UGIS 建 设已进入城市管理和规划的业务应用阶段 我国在城 市信息的查询 数据和信息的更新 土地规划和房地 产管理的计算机化 城市问题的分析评价与科学决策 等方面 在不同程度上借助 UGIS 这一先进技术 产生 了非常明显的社会效益和经济效益 总体上讲 我国的城市 GIS 目前己逐步趋于成熟 UGIS作为城市管理和决策的现代化工具已被许多城市 列为一项重要的基础设施来进行建设 由于它具有综 合信息的存储 分析 交换和服务的功能 可为城市规 划 管理和建设的定量化 科学化以及各类信息的进 行快速查询和分析提供先进的技术手段和方法 并为决 策提供辅助支持 因此 城市地理信息系统是数字城市 不可缺少的工具 当前 城市 GIS 技术更加成熟并呈 现出网络化 分布式 集成化 组件化和三维可视化 的发展趋势 2城市地理信息系统的主要应用领域 2 1城市规划管理 国际上的城市规划管理信息系统研究始于 20 世纪 70 年代初期 经过近 30 年的迅猛发展 目前发达国家 已将城市规划管理信息系统作为城市现代化标志与重 要基础设施之一 用于城市动态管理和规划发展 并 将它作为对城市重大问题和突发性事件进行科学决策 的现代化手段 城市规划管理系统的主要功能包括文 档管理和图形管理 其中文档管理包括数据录入 传 输 案件处理 结案处理 监督处理 统计 输出等 图形管理包括图形数据的输入与输出 编辑 专题图 生成与调用 动态更新 查询等 2 2城市规划设计 城市规划设计的专业性更强 它是规划管理工作 的基础 城市规划设计远比其他设计对空间信息的依 赖程度更大 首先通过 3S 等技术可以直接的将现实中 的地形 地貌 建筑物等信息输入计算机系统 使规 划设计依据更加准确及时 其次 通过计算机应用系 统绘制出符合要求的城市发展蓝图 第三 可以采用 仿真 虚拟现实等技术对规划设计方案进行分析 比 较和浏览用于与实际效果的比较及发展预测 最后 还 可根据社会公众的意见及时修改和调整 使城市的规 划设计方案更加符合城市的发展和社会经济发展各方 面的要求 2 3城市交通管理 在城市道路建设方面 可以对 3S 系统所产生的城 市空间信息充分利用 对城市的道路进行合理布局与 规划 利用动态模拟技术 虚拟现实技术等对规划方 案进行仿真 模拟 进行评估 使方案满足需要的同 时又能预留出一定的发展空间 在交通工具方面 对 公共车辆配置 GPS 接收设备 对车辆进行导航 市民 出行可以办理公交智能卡 方便快捷 在交通管理方 面 城市 GIS 将城市道路系统与交通管理部门需要的 交通管理信息叠加 通过信号灯管理 警力配置系统 每辆车配的置的专用传感器 可使设置在路边的信号 采集设备及时将每辆车在城市中的流动情况反馈到数 据处理中心 数据处理中心将采集到的数据和预设的 交通规划全景情况进行分析 对比并将结果送往指挥 中心 指挥中心的计算机系统对相关路段的交通信号 进行控制 通过信号的变化对交通流量进行调度 2 4城市地下管线管理 城市综合地下管线管理系统就是指利用 GIS 技术 和其他专业技术 采集 管理 更新 分析和处理地 下管线数据的一种技术系统 在城市 GIS 应用中 对 每一个地下管线都有一个空间定位 根据空间信息可 以制作出能反映地下管线状况的数字地图 将不同的 管线图叠加到数字地形图上 就可以显示出不同管线 在同一标准地形图上的准确位置 同时将管线的属性 数据输入到根据管网图形信息而建立的属性信息数据 库中 使二者一致 即可以通过图形信息查阅其属性 信息 又能检索属性数据也可直观地查询到管线位置 的图形 这样一方面 在进行城市建设过程中可以及 时查清建设项目所在位置地下管线的分布情况 避免 因建设工地地下信息不清造成重大损失 同时也可以 合理布局 另一方面 各部分还可以建立相应的管理 系统 对这些数据实行动态管理和更新 2 5城市水资源管理与配置应用 应用 GIS 可以从空间上 时间上彻底了解水资 源的现状与变化发展 奠定水资源管理所需要的数字 基础 可以直观表现水资源状况 更好地认识水资源 的变化规律 为水资源管理提供直观 系统 科学的 管理工具 可以规范管理数据 实现信息共享 便于 各部门数据的交换 改进和完善水资源调度管理与数 据更新维护机制 在配置方面 要在制水过程中建立 数字化系统 包括配给 过滤 生产 供应等全过程 同时在数字地图基础上建立供水监控系统 利用 GPS 定位与各监测点相连 随时将大范围的监测信息反馈 到中央控制中心 保障供水的需要 2 6房地产领域应用 将 GIS 引入房地产管理是对传统房地产管理方式 地理空间信息 GEOSPATIAL INFORMATION 第6期82 Dec 2010 Vol 8 No 6 的一个突破 它标志着房地产管理走向更加成熟 更 加规范的管理模式 其总体功能结构如图 1 所示 图 1城市房地产管理信息系统总体功能结构 城市房地产信息系统的建立既满足目前国内房产 管理部门所迫切需要的自动化办公要求 又具有处理 速度快 精度高 分析科学 查询方便 图形和属性 一体化管理 界面友好的特点 同时 随着计算机在房 产管理部门的普及 MIS 技术的完善 建立一套满足房 产管理的自动化 网络化 科学 高效的办公系统 使 房产管理部门通过系统真正实现技术的整体链接 从 而使房产管理部门之间形成统一的整体 2 7政府决策支持方面 城市 GIS 应用的建设过程中 很多应用领域都以 政府管理的需求与应用为主导和发展方向 为政府部 门提供多方面的交流 及时的数据和信息 是减少政 府决策失误的有力保证 如城市遭受自然灾害的情况 时有发生 建立相应的系统和电子地图就可以对现状 作出及时判断和分析 对灾害影响和灾情发展进行模 拟 系统根据模拟结果提出紧急响应方案 政府根据 方案立即部署 同时采取行动以最大限度地减少损失 灾后还要评估灾情 及时作出灾后重建工作规划 特 别是 3S 等为基础的高新技术的应用 为政府在制订有 关城市可持续发展的政策方面提供更加客观 科学 可 靠的决策依据 3结语 现代城市中 信息量急剧膨胀 社会管理日益复 杂 对城市管理手段的要求越来越高 面对有限的空 间资源 如何使之产生最大的效益 是城市管理面临 的共同课题 针对现代城市的社会空间结构 利用UGIS 技术 实施战略信息综合管理是一项面向未来的具有 重大意义的事业 参考文献 1 张新长 曾广鸿 张青年 城市地理信息系统 M 北京 科 学出版社 2001 2 修文群 地理信息系统 GIS 数字化城市建设指南 M 北京 希望电子出版社 2001 3 陈述彭 城市化与城市地理信息系统 M 北京 科学出版社 2001 4 梁勇 袁铭 数字城市建设与管理 M 北京 中国农业大学出 版社 2005 5 焦莉 赵杰论 GIS 在交通领域中的应用 J 东北测绘 2002 2 32 33 第一作者简介 赵海卫 硕士 研究方向为应用地理信息系统 上接第 79 页 系统中 MDB 差别很大 也就是说 相 同条件下动态任意几何模型在 GPS 系统中比在 GPS GALILEO 系统中精度低很多 3结论 总之 GPS 的仿真 可以减少无用功 极大地提高 工作效率并能有效地降低决策中的成本 使广大科研 工作者足不出门就能够得到大量有用必要的高逼真观 测数据 本文我们通过对 GPS 体统和 GPS GALILEO 系统建进立数学模型建模 然后对这两个系统的仿真 通过实际模拟多种观测条件下GPS系统以及GPS GAL ILEO 系统定位的效果 理论和实验表明 在相同观测 条件下 GPS GALILEO 观测精度均要比 GPS 观测精 度高 参考文献 1 郑冲 李延兴 吴杰 单星定向原理及 GPS 仿真试验 J 国 防科技大学学报 2005 27 1 20 25 2 郝明 高动态GPS观测数据的仿真研究 J 测绘科学 2008 33 6 60 62 3 王华 李有军 刘建存 MATLAB 电子仿真与应用教程 M 北京