導(dǎo)語：地理信息為載體的城市設(shè)計論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1基于地理信息的地理設(shè)計

用地理思維的角度去觀察城市，我們可以了解城市是怎么樣的、為什么是這樣?；诘乩硇畔⒌闹庇^表達(dá)，可以揭示城市經(jīng)濟(jì)和社會現(xiàn)象的空間關(guān)系以及空間結(jié)構(gòu)，城市中的人與環(huán)境的內(nèi)在相互關(guān)系、相互影響等。用地理信息去研究城市可以跨過早期的簡單因果關(guān)系直接進(jìn)入現(xiàn)代廣泛流行的相互作用關(guān)系論中。城市中的各種因素包括人、社會主體和經(jīng)濟(jì)主體，單個因素活動可能是沒有規(guī)則的，如果用地理的角度去研究就會顯現(xiàn)出明顯的空間規(guī)律。地理信息作為一種空間表達(dá)、空間呈現(xiàn)和空間關(guān)系的描述信息，為人類進(jìn)行空間思維提供了交互語言。借助于地理信息清楚了解城市各種運作的規(guī)律，有助于我們對城市進(jìn)行統(tǒng)籌，在城市的規(guī)劃建設(shè)、運維管理、應(yīng)急救災(zāi)等方面可以做到更好。地理設(shè)計是一種將地理科學(xué)和GIS方法融入到設(shè)計過程中的系統(tǒng)方法學(xué)。相對于傳統(tǒng)的城市設(shè)計，地理設(shè)計更強調(diào)了依托地理環(huán)境背景，對城市建設(shè)進(jìn)行方案設(shè)計。在設(shè)計的過程中有一系列的功能、方法、工具和模型根據(jù)原有的空間及屬性信息結(jié)合當(dāng)前輸入的設(shè)計方案進(jìn)行動態(tài)分析評估，并把評估結(jié)果用地理的方式直觀表達(dá)出來，快速地為設(shè)計者提供反饋互動，讓設(shè)計者及時了解設(shè)計方案在各個方面引起的影響，進(jìn)而進(jìn)行設(shè)計方案的迭代修改，直到生成總體效果良好的設(shè)計方案。在這個過程中還可以包含信息共享及協(xié)同工作機(jī)制，讓更多的人和部門同時參與到設(shè)計階段中，確保方案的優(yōu)良特性。地理設(shè)計的系統(tǒng)方法及實現(xiàn)工具在日益完善中，隨著時間的推移將越來越多地在智慧城市建設(shè)中起到重要作用。智慧城市有多個特征，其中一個主要特征是可持續(xù)性。城市運行維護(hù)管理的優(yōu)劣也很大程度地決定了城市的智慧化程度。城市運行維護(hù)管理的主要內(nèi)容包含城市公共設(shè)施管理、城市資源與生態(tài)環(huán)境管理、城市經(jīng)濟(jì)管理及城市社會管理等方面。在城市運行維護(hù)管理中，與空間位置相關(guān)的內(nèi)容都可以利用地理信息技術(shù)來進(jìn)行分析處理。利用地理信息技術(shù)收集城市運行維護(hù)管理信息，分析評估城市管理效果，根據(jù)分析評估的結(jié)果調(diào)適原有的管理體制、方式和方法，努力提高管理的效率、優(yōu)化管理效果，取得更好的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益。讓城市的運行進(jìn)入一種良性的可持續(xù)的狀態(tài)中，真正實現(xiàn)智慧城市的建設(shè)目標(biāo)。

2時空地理信息的獲取與利用

智慧城市是依托信息科技和智能技術(shù)來實現(xiàn)城市運行管理的及時感知、互聯(lián)傳遞、利用和分析，從而創(chuàng)新城市運行、管理、服務(wù)機(jī)制，提升城市科學(xué)管理和決策的“智慧”。智慧城市的主要特征包括全面感知、互聯(lián)互通和融合計算等。無論是在過去、現(xiàn)在還是未來，任何人、事、物、組織都必須依附于空間環(huán)境內(nèi)，而對不同時態(tài)下的人、事、物、組織的空間存在位置的描述亦是地理信息的一種，這是一種廣泛存在的地理信息，是描述任何事物的位置元數(shù)據(jù)。從空間維度來看，可以將所有完整的事物主體描述信息看成是地理信息和屬性信息的結(jié)合，考慮與測繪地理信息進(jìn)行區(qū)分，不妨把地理信息分類為基礎(chǔ)地理信息和泛在地理信息，而政務(wù)專題信息、衛(wèi)生專題信息等社會要素則是泛在地理信息的一個個子集。可以看到，跳出傳統(tǒng)狹隘的基礎(chǔ)地理信息思維，整合利用基礎(chǔ)地理信息和泛在地理信息，才可以把社會人文的所有對象結(jié)合空間思維來思考和決策，這是充分利用地理信息提供城市“智慧”的前提。時間和空間，是自然宇宙的兩個維度，也是城市運行管理服務(wù)的兩大通用規(guī)則。時空信息的結(jié)合，為融合利用城市海量信息指出一條清晰的路徑。城市可以空間為橫軸、時間為縱軸，鉆取城市信息，建設(shè)一個智慧城市運行監(jiān)測平臺，只要盡可能多地接入城市感知信息（比如溫濕度與空氣監(jiān)測信息、水文水質(zhì)監(jiān)測信息、各種定位信息、城市攝像頭、公交刷卡信息、POS刷卡信息、通信基站連網(wǎng)數(shù)據(jù)、交通卡口信息、ETC不停車收費記錄等等，將感知的概念再延伸一些，還有遙感遙測信息、企業(yè)和個人去公共服務(wù)窗口辦業(yè)務(wù)記錄、個人住賓館酒店的記錄、乘車和乘飛機(jī)時的身份記錄等等），實現(xiàn)城市信息的大集成，就可以展示城市現(xiàn)在、再現(xiàn)城市的過去、模擬城市未來。想象一下，坐在智慧城市的運行中心，在以大幅地圖為背景的屏幕上，可以看到實時的城市各局部的氣象環(huán)境、溫濕度、PM2．5等，可以回顧城市的歷史氣象，還可以模擬將來氣象；可以看到實時的城市人流、車流動態(tài)，可以回顧歷史人流、車流，還可以模擬未來4小時、8小時、12小時內(nèi)的人流車流；可以查看任何一個人或車的運動行進(jìn)軌跡，還可以揭示其在空間上的時間規(guī)律；可以看到水文水質(zhì)情況，可以回顧和預(yù)測水位信息，還可以及時提醒污染變化情況；可以看到實時的城市警情，可以回顧歷史警情，還可以預(yù)測未來的警情波動的時間區(qū)間和空間區(qū)間；可以看到最新的遙測信息，可以獲得地面滑坡、違建的智能提醒，還可以生成應(yīng)急警告或清違指令；等等。從城市信息化的角度來看，以往主要著力于時間維的信息分析和利用，在智慧城市框架下，在時間維的基礎(chǔ)上結(jié)合空間維，時空信息的融合利用，給了城市運籌帷幄的底氣和智慧。城市要獲得和提升智慧，需要持續(xù)提升兩個方面的能力，一是充分獲得信息的能力，沒有高度信息化的城市沒資格談智慧，所以智慧城市建設(shè)的主要任務(wù)之一是延伸信息感知觸角、集成城市信息；二是充分利用信息的能力，如果城市匯聚一個龐大的綜合數(shù)據(jù)庫，而不加以呈現(xiàn)、分析和利用，那么信息的價值度必然很低，城市也談不上智慧。時空思維是實現(xiàn)城市智能與智慧的主要手段，由于時間一直是城市信息的主要元數(shù)據(jù)，因此要提升城市智慧，主要面臨的重大挑戰(zhàn)是如何提高城市的空間思維能力：1）如何把從各種途徑采集、感知、分布和匯聚的海量信息進(jìn)行空間化，將其轉(zhuǎn)化為泛在地理信息，從而能實現(xiàn)對海量信息的空間呈現(xiàn)和抽取，為城市管理者和服務(wù)對象提供空間思維輔助。2）如何賦予計算機(jī)系統(tǒng)一些空間業(yè)務(wù)規(guī)則，從而實現(xiàn)城市的空間智能。從地理信息共享服務(wù)的角度來看，需要實現(xiàn)城市地理信息（包括基礎(chǔ)和泛在地理信息）的隨需共享，以支撐各行業(yè)部門及各種協(xié)同應(yīng)用需求。

3智慧城市的時空信息框架設(shè)計

智慧城市的空間基礎(chǔ)框架需要滿足各種情況下的時空信息展示呈現(xiàn)要求，因此需要最大程度地整合城市的各種尺度、各種樣式、各種來源、各種時相的基礎(chǔ)地理信息，具體來說除了基礎(chǔ)的矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、實景影像、2．5維等數(shù)據(jù)外，城市的基本地物，如地下空間、管網(wǎng)、地上城市部件、建筑、橋梁、城市宗地、城市規(guī)劃定案等都應(yīng)納入為基礎(chǔ)地理空間信息的服務(wù)范疇。基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的共享整合，優(yōu)先采用數(shù)據(jù)交換方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中，并整理好各地物實體的空間關(guān)系，比如社區(qū)和宗地的關(guān)系、宗地和建筑的關(guān)系、建筑和地下空間及管網(wǎng)的關(guān)系等，從而形成較完整的城市空間實體數(shù)據(jù)庫，為城市提供全方位的、高性能的基礎(chǔ)地理信息服務(wù)。一些正在規(guī)劃、正在設(shè)計、正在建設(shè)的空間實體，可以通過地理服務(wù)方式，到基礎(chǔ)地理信息服務(wù)平臺。為滿足智慧城市的時空分析需求，需要將大量的人、事、物、組織等社會人文信息進(jìn)行精確空間化，生產(chǎn)城市的泛在地理信息。傳統(tǒng)的基于標(biāo)準(zhǔn)門樓牌數(shù)據(jù)的匹配服務(wù)，能滿足標(biāo)準(zhǔn)地址的精確匹配問題，不能滿足非標(biāo)數(shù)據(jù)的空間化需求，也不能解決地址描述信息的非標(biāo)問題。為此，需要從以下5個方面進(jìn)行智慧城市的時空框架設(shè)計：

1）建立位置資源庫，構(gòu)建豐富的地理標(biāo)識庫。

在標(biāo)準(zhǔn)地址門樓牌庫的基礎(chǔ)上，混合各種地址編碼技術(shù)，采集和抽取大量的城市地理部件或人文地理標(biāo)識，建立位置資源庫，并不斷地補充完善；大量的城市感知設(shè)備都是重要的電子標(biāo)識資源，要納入位置資源庫統(tǒng)一規(guī)范管理。

2）提供強大和精確的位置尋址服務(wù)，支撐快速空間化的重要基礎(chǔ)地理服務(wù)。

3）與產(chǎn)生城市管理信息的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)結(jié)合。

泛在位置信息在業(yè)務(wù)中進(jìn)行確認(rèn)是最為準(zhǔn)確的，與各關(guān)鍵系統(tǒng)的地址登記模塊進(jìn)行結(jié)合，給結(jié)合系統(tǒng)提供選擇性輸入位置描述或空間坐標(biāo)，能減少非標(biāo)地址的產(chǎn)生，減少批量空間化的壓力，甚至能獲得一些位置資源標(biāo)識。

4）建立動態(tài)感知信息接入平臺。

大量的前端感知信息要進(jìn)行空間呈現(xiàn)，需要解決動態(tài)信息接入、空間化及基于空間規(guī)則的預(yù)處理、分發(fā)和基于空間地圖的動態(tài)展示等所有問題，需要一個統(tǒng)一的信息接入平臺負(fù)責(zé)處理。

5）提供泛在化的地理信息服務(wù)。

智慧城市的地理信息服務(wù)要滿足隨時、隨地和隨需的要求，由于數(shù)據(jù)分布、保密等客觀原因，大量的泛在地理信息還是分布于不同單位，但整體上要按SOA架構(gòu)，實現(xiàn)分布式的地理信息服務(wù)和融合共享服務(wù)，滿足智慧城市對地理信息的流程化協(xié)同共享的需求。

4應(yīng)用案例研究———以智慧紐約為例

紐約市作為美國最大的城市與商港，也是世界經(jīng)濟(jì)中心之一，其集中、高效、密集、多樣性及無盡的創(chuàng)造可能性為建設(shè)智慧城市提供了先天優(yōu)勢，智慧紐約設(shè)計內(nèi)容關(guān)注于城市環(huán)境的5個層面：土地、空氣、水、能源以及交通運輸，期望2030年為全紐約人建設(shè)一個更加便利、美麗、健康和平等的城市。目前美國智慧城市設(shè)計所遵循的是“紐約市（2007－2030）城市總體規(guī)劃”（PlaNYC），主要涵蓋十大模塊目標(biāo)。通過紐約智慧城市設(shè)計案例可以認(rèn)識到，智慧設(shè)計區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)計，主要體現(xiàn)在所關(guān)注方向不僅僅局限于城市的建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，更需結(jié)合智慧城市的發(fā)展目標(biāo)將關(guān)注面擴(kuò)展到市民生活息息相關(guān)的各項內(nèi)容中去。而地理信息技術(shù)以其直觀的空間呈現(xiàn)、對空間關(guān)系的計算處理能力，為人的空間思維提供了重要輔助手段，從而提升個人或組織的智慧。在以地理信息為載體的智慧紐約的設(shè)計建設(shè)中，人們通過城市部件的位置，可以找到維護(hù)保養(yǎng)單位；通過危急事故區(qū)域，可以找到最近的應(yīng)急資源和隊伍；通過環(huán)境污染的演進(jìn)路線，可以找到污染源；通過傳染病分布分析，可以找到可疑傳染病源；通過個人的位置，可以找到最近的酒店、商店和朋友等，這些都是基于地理信息獲得和提升智慧的具體表現(xiàn)。通過地理信息為載體的資源統(tǒng)籌、分析數(shù)據(jù)、構(gòu)建模型，能夠提供良好的城市建設(shè)與管理的政策和方法。

5結(jié)束語

人們最普遍關(guān)注的一些問題：在哪里？到哪里去？怎么去？那里有什么？這些都可以借助地理信息技術(shù)去解決。城市中的人、物、事都與地理空間位置相關(guān)，都可以承載在地理空間之中。用地理思維和地理科學(xué)，能有效發(fā)現(xiàn)這些因素的內(nèi)在規(guī)律，從而進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計和引導(dǎo)，讓其朝著良好的方向發(fā)展，讓整個城市更加和諧、高效并可持續(xù)，讓人們的工作生活更加美好。智慧城市的建設(shè)是一個復(fù)雜漫長的過程，而基于地理信息科學(xué)的設(shè)計方法能有效地為智慧城市建設(shè)加速。

作者：王長海周曉琴陳碧宇單位：南寧市勘察測繪地理信息院武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點實驗室