数字城市与城市地理信息系统

2015-03-31张晖李巍于美娜

地球 2015年10期

关键词：二次开发数字信息

■张晖李巍于美娜

（1内蒙古自治区国土资源信息院内蒙古呼和浩特 010010；2内蒙古自治区国土资源储备交易登记中心内蒙古呼和浩特 010020）

数字城市与城市地理信息系统

■张晖1李巍1于美娜2

（1内蒙古自治区国土资源信息院内蒙古呼和浩特 010010；2内蒙古自治区国土资源储备交易登记中心内蒙古呼和浩特 010020）

随着经济的快速发展,我国正在经历一场全球规模最庞大、最剧烈的城市化运动。地理信息系统是用于采集、储存、分析、管理和显示地理数据的计算机系统,已经广泛地应用在不同的领域。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。

地理信息系统数字城市应用

在解决城市管理信息化的过程中,我们遇到了众多难点:地理的分布性、资源的异构性、事件的动态性、局部的自治性,以及全局的协同性。解决这些问题的主要途径便是发展数字城市技术[1]。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 (Geograp hic In-formation 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。据专家预测,人类所接触的信息中有80%以上与地理信息有关。地理信息涉及到政治、经济、军事和社会生活等方方面面,地理信息系统也融入各行各业、走进千家万户。在数字城市建设的过程中,可以说几乎所有应用系统均离不开地理信息系统技术的支持。

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GIS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(Arc Macro Language);桌面式Arc Info提供了VBA (Microsoft Visual Basic for Application)。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。又如Map Info Professional提供的Map Basic语言也是一种宏语言。

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,如Arc Info、Map Info等,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++、Visual Basic和.NET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GIS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。

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[2]。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[3]。

2.2 垃圾处理

城市人口的急剧膨胀和城市规模的不断扩张使城市垃圾处理已经成为了一大难题。利用地理信息系统技术可以实现:帮助政府更加合理有效地对填埋厂进行选址;决定垃圾桶的位置;优化大城市生活垃圾中转站的选址过程。由于城市环境问题是由人工物流过程与自然物流循环过程的不协调而产生的,为减少不必要的生活垃圾污染、改善城市生活环境,综合分析和处理城市生活垃圾收运过程中收集、运输、中转和处置等各个阶段和方面,达到资源优化配置和垃圾的高效、经济处理也是地理信息系统的一个主要应用方向[3]。

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[6]。

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。