地理信息技术在智慧城市建设中的应用.docx
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地理信息技术在智慧城市建设中的应用
地理信息技术在智慧城市建设中的应用
智慧城市是城市自然、社会、经济、人文、环境等各类信息集成、整合和共享而形成的城市信息化的发展趋势，也是推动整个国家信息化的重要组成部分。
智慧城市在城市规划、市政建设、交通设施、公共设施、公共服务、动态监测、政府决策等方面得到广泛应用。
地理信息技术在智慧城市建设中的应用，使城市地理空间资料和社会经济资料信息化，加快了城市地理信息资料的获取速度，改进了资料的存储方式并提高了资料使用率，大大加快了城市的建设进程；使城市管理和服务空间化、精细化、动态化、可视化、真实化，为政府构建高效的城市管理新模式提供了有效的技术手段；为广大市民和企业服务提供了城市地图网或地理信息服务网，以便查询与日常生活密切相关的衣、食、住、行等信息，服务民生。
1地理信息技术用于城市规划
城市规划作为唯一具有法定地位的落实国家宏观政策、指导城市长期发展的规划，在整个国家规划体系中涉及领域最广、包含内容最多、指导作用很强，它对落实国家政策，实现国土资源的科学规划、优化配置、合理开发和充分利用，实现环境、社会和经济健康、协调、可持续发展有着重要的指导意义。
传统的城市规划多以二维、静态和定性分析为手段，难以满足快速城市化背景下的规划需求；定性与三维、动态、定量及半定量分析手段综合应用是城市规划科学化的“必需”选择。
地理信息从不同的广度和深度支持城市规划，为城市规划提供了新的技术手段，提高了城市规划的科学性。
1.1城市空间战略规划
城市空间战略规划在区域社会经济统计数据及行政区划图的基础上，通过“集聚区域空间演变分析”、“空间自相关分析”、“城镇联系强度分析”等空间分析及传统空间表达，解析区域内社会经济属性的区域分布特征及演变规律。
综合运用多种空间统计与空间分布模拟方法，将表格形式的统计数据进行空间化表达，并对统计数据结合空间位置进行数据挖掘，分析社会经济数据在区域内的分布特征、统计特征及变化轨迹，为认识区域结构、确定城市的区域地位、构建合理的职能框架提供了支撑。
1.2用地评价与空间结构分析
城乡用地评定是为了满足城乡发展的要求，对可能作为城乡发展用地的自然环境条件及其工程技术上的可能性与经济性，进行综合质量评定，以确定用地的建设适宜程度，为合理选择城乡发展用地提供依据。
在用地现状图及道路交通网的基础上，通过“用地空间结构提取”、“中心服务体系可达性分析”等方式，从用地现状图中提取城市用地空间结构，从而揭示了城市内部用地布局及城市空间结构上存在的矛盾，为规划人员了解各类用地的空间分布位置、规模、相互关系提供了直观准确的参考，为用地布局及空间结构调整提供支撑，为分析城市用地现状、总结城市布局问题、制定用地规划方案提供参考。
2基于GIS的社会综合管理系统
社会综合管理是中国特色社会主义事业总体布局中社会建设的重要组成部分。
随着我国社会结构的深刻变动，社会综合管理面临着诸如流动人口问题引发的出租屋等安全隐患、应急管理体系不完善导致事故处置水平低下、公众诉求不畅带来的信任危机等一系列问题。
社会综合管理信息系统应运而生，该系统结合GIS强大的空间数据管理和分析功能，紧密围绕社会综合管理工作。
它改变了纸质表格的信息收集和处理方式，改变了部门之间靠文件来往的协作方式，构建了高效的多部门联动机制，实现数据共享和交换，解决了社会综合管理过程中隐患事件整治率低、资源重复投资浪费、管理资源分配不合理、面向公众服务体系不完善等问题。
结合GIS强大的空间数据管理和空间分析功能，社会综合管理信息系统的应用具有诸如图上办公、业务综合化、事件协同处理、决策支持、信息共享等多样性，涵盖了人口、房屋、维稳综治、信息通报、隐患事件处理等业务领域。
3基于3S技术构建综合旅游信息系统
旅游业作为中国高速增长的产业，已经成为国民经济新的增长点。
2011年我国旅游业总收入已达1.57亿元人民币，成为拉动经济增长的重要力量。
通过3S技术构建综合旅游信息系统，适应旅游数字服务与管理的需求，实现旅游服务信息化，将有益于促进旅游业的迅速发展。
传统的旅游信息大都是通过一些文字和图片，缺乏表现力。
把GIS技术应用于旅游业，为游客提供关于风景区“吃、住、游、行、购、娱”等各种旅游资源的空间分布和概况介绍，支持空间查询和定位功能，从而方便游客合理安排自己的路线和行程。
在出行参考和空间定位的基础上为游客提供达到该地点的驾车路线，并可对城市公交线路和公交站点提供查询功能。
提供三维浏览功能，以真三维的方式展现地形地貌和城区的精细模型，提供二三维联动功能方便游客定位，使游客出行之前便能够对目的地有直观的感受，也更能够激发游客出行的意愿。
4电子政务
电子政务，就是应用现代信息和通信技术，将管理和服务通过网络技术进行集成，在互联网上实现组织结构和工作流程的优化重组，超越时间和空间及部门之间的分隔限制，向社会提供优质和全方位的、规范而透明的、符合国际水准的管理和服务。
电子政务作为电子信息技术与管理的有机结合，成为当代信息化的最重要的领域之一。
电子政务是在现代计算机、网络通信等技术支撑下，政府机构日常办公、信息收集与发布、公共管理等事务在数字化、网络化的环境下进行的国家行政管理形式。
它包含多方面的内容，如政府办公自动化、政府部门间的信息共建共享、政府实时信息发布、各级政府间的远程视频会议、公民网上查询政府信息、电子化民意调查和社会经济统计等。
在政府内部，各级领导可以在网上及时了解、指导和监督各部门的工作，并向各部门做出各项指示。
这将带来办公模式与行政观念上的一次革命。
在政府内部，各部门之间可以通过网络实现信息资源的共建共享联系，既提高办事效率、质量和标准，又节省政府开支、起到反腐倡廉作用。
政府作为国家管理部门，其本身上网开展电子政务，有助于政府管理的现代化，实现政府办公电子化、自动化、网络化。
通过互联网这种快捷、廉价的通信手段，政府可以让公众迅速了解政府机构的组成、职能和办事章程，以及各项政策法规，增加办事执法的透明度，并自觉接受公众的监督。
在电子政务中，政府机关的各种数据、文件、档案、社会经济数据都以数字形式存贮于网络服务器中，可通过计算机检索机制快速查询、即用即调。
5智慧医疗信息管理系统
由于国内公共医疗管理系统的不完善，医疗成本高、渠道少、覆盖面低等问题困扰着大众民生。
尤其以“效率较低的医疗体系、质量欠佳的医疗服务、看病难且贵的就医现状”为代表的医疗问题为社会关注的主要焦点。
大医院人满为患，社区医院无人问津，病人就诊手续繁琐等问题都是由于医疗信息不畅，医疗资源两极化，医疗监管机制不健全等原因造成的，这些问题已经成为影响社会和谐发展的重要因素。
而各卫生部门，包括公共卫生服务、医疗卫生服务、社区卫生服务、区域卫生综合管理等都离不开居民健康档案信息。
基于IBMHER-RHIN解决方案的智慧医疗信息管理系统，以居民电子健康档案为中心，通过打造区域卫生信息平台，利用最先进的物联网技术和IBM大型机服务器，实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，实现医疗信息共享、医疗资源合理分配，使医疗服务走向真正意义的智能化，提高医疗卫生业务质量和效率，提高卫生监管与决策能力。
5.1智慧医疗信息管理系统的特点
基于国际的开放标准以及中国卫生部定义的数据集及数据元规范，定义电子健康档案的数据模型，实现电子健康档案数据的存储与共享，以及区域卫生信息分析与决策支持。
采用面向服务的架构，以区域电子健康档案为中心，实现各个医疗卫生机构系统的整合。
通过基于南通光明云媒新闻数据服务有限公司z196大型计算机的卫生信息管理平台，医务人员能够随时掌握每个病人的病案信息和最新诊疗报告，以及患者的医学影像资料和医嘱；患者的转诊信息及病历可以在任意一家医院通过互联网调阅。
具体可以包括以下内容：
1、电子健康档案系统
以HL7RIM模型为基础，结合卫生部相关标准定义电子健康档案的数据模型。
基于电子健康档案数据的特点采用IBM业界领先的存储与管理档案数据。
采用了IBM高性能、稳健的、大规模的中间件产品实现了IHE国际规范所定义的医疗卫生信息交换标准，实现医疗卫生机构之间的文档共享与交换。
2、医疗卫生决策支持系统
基于IBM商业智能产品Cognos对电子健康档案系统的数据建立面向临床与卫生主题的数据模型，实现即席信息查询，多维度分析和临床数据挖掘。
3、居民主索引系统
借助IBM主数据管理产品MDM维护准确、最新的病人基本信息数据。
基于随机概率匹配技术，高效支持大数据量的人口信息匹配去重，并支持各种上层应用，例如一卡通系统。
维护区域内统一的病人识别号及病人在各医疗机构识别号的映射。
4、医疗卫生服务总线
基于HL7的企业服务总线。
使用SOA架构和医疗行业标准作为基础，把医疗机构现有的业务流程、应用系统和相关数据集成起来，提供统一的访问总线。
5、其他子系统
医疗资源目录，业务流程管理，协作服务等。
5.2智慧医疗管理平台具有的作用
在不同医疗机构间，建起医疗信息整合平台，对医院之间的业务流程进行整合，医疗信息和资源可以共享和交换。
在各医疗机构内进行在线预约和双向转诊，这使得“小病在社区，大病进医院，康复回社区”的居民就诊就医模式成为现实，从而大幅提升医疗资源的合理化分配，为群众提供安全、有效、方便、价廉的医疗卫生服务。
具体表现在：
●医患互联
经授权的医生能够随时查阅病人的病历、患史、治疗措施和保险细则，患者也可以自主选择更换医生或医院。
●信息共享
把信息仓库变成可分享的记录，整合并共享医疗信息和记录，构建一个综合的专业的医疗网络。
●事故预防
实时感知、处理和分析重大的医疗事件，从而快速、有效地做出响应。
●居民
就医便利；
医疗费用大大降低；
检查检验结果共享；
随时全面了解自己和家人的健康状况；
及时获得来自各部门综合的、个性化的健康信息；
隐私保护：
完全控制对自己健康档案数据的使用。
●卫生行政部门
实现了医疗质量监控：
绩效考核、优化卫生资源配置；
决策支持；
卫监所对医疗机构业务进行统计和执行资格考量；
政府统一服务窗口。
●医院
调阅患者及其家属的健康档案及历史诊疗信息；
减少医疗事故：
服药冲突监测、药物过敏警告；
个性化护理。
●社区
确定社区主要卫生问题和危险因素；
针对居民个人的健康评价与建议及疾病预测；
获取社区居民的健康摘要更新以提醒居民：
产后访视提醒、新生儿计划免疫提醒、慢性病随访提醒、结核病访视提醒等。
●医保
用药合理性及费用欺诈防范；
制定或更新医保政策；
定点医疗机构布点。
●药监
对区域内部医院和药店的药品库存和出售信息进行汇总分析，实现紧急情况下的药品调配；对某些限制药品进行监控，防止药物的违规使用和滥用。
●妇幼
降低孕产妇死亡率；
降低儿童死亡率：
儿童免疫规划，避免漏种和重复接种。
●CDC
应急指挥：
突发公共卫生事件预警；
传染病、慢性病、精神病等疾病的实时监控与预防。
●120急救中心
院前急救。
●公安
为案件侦破提供信息渠道；
根据公安系统提供的人口迁入迁出信息发出档案的封存和转档。
●民政
育龄妇女专栏；
残疾人专栏。
在未来，当智慧元素融入整个行业，医疗信息系统必将以前所未有的速度开始进化，并对医疗卫生行业，乃至全人类的健康产生重大影响。
6智慧社保
智慧社保是指客户端提供个人社保查询服务、劳动力市场就业信息、社保时政要闻信息。
个人社保查询服务包括个人基本信息查询、缴费历史查询、养老账户总额查询、失业待遇发放查询、工伤待遇发放查询、退休待遇发放查询、生育待遇发放查询、转入/转出基金查询，一次性缴费查询等。
我国人口众多，经济发展起点低，区域间的发展差距过大，完善社会保障体系是一项巨大而繁重的任务。
智慧社保为人们提供更加人性化、便捷高效的服务，那么智慧社保到底智慧在那儿呢？
1、移动社保通。
通过手机开通各类社保、就业服务，主动推送服务给居民。
比如：
就医结算短信实时提醒。
其特点为，智能化人性化服务，实时高效，提高参保人群满意度，树立政府服务形象。
2、远程招聘。
开通网上招聘、远程面试平台。
可直接达成意向或初步达成意向。
其特点为人性化服务，便捷高效，绿色低碳。
节约成本。
3、定制社保专用PAD。
用于退管、劳动监察等需要直接到单位或家中服务。
特点为智能化实时服务，精确化管理。
4、基于GIS网络化管理。
就业、退管、劳动关系管理等。
特点为精细化精确化管理。
5、医疗付费改革。
先就医再付费，人性化服务。
特点为智慧提升人性化服务。
7智慧交通
城市道路交通是城市基础设施的重要组成部分，是城市物流和人流的载体，是城市的血管和生命线，担负城市交通运输的主要功能。
近年来随着城市经济的快速发展和人们消费观念的改变，家用汽车的普及以及城市汽车保有量的快速增加，堵车、停车等城市交通问题已成为城市发展的障碍和瓶颈，大大制约了城市的经济发展。
主要障碍和问题有：
1．城市交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗惊人。
2．交通安全问题严重，事故频发。
3．噪声污染和空气污染日益严重。
如何解决上述问题是摆在城市交通管理者面前最为迫切的任务。
智慧交通，将电子、信息、通讯、控制、车辆等技术融合于一体，能迅速、灵活、正确地理解交通状况，提出解决方案，以改善交通状况，使交通系统发挥最大的能效。
智慧系统是智力系统、知识体系、方法与技能体系、非智力体系、观念与思想体系、评价体系等多个子系统构成的复杂系统。
系统主要模块包括以下几个方面。
1.数据采集模块
要实现绿色、环保、节能、快捷、高效的交通系统，首先必须采集完整的交通信息。
城市交通信息主要包括城市出入口车辆通行信息、城市内部车辆通行信息、停车位信息。
城市出入口车辆通行信息通过在所出入口设置电子篱笆实施采集。
城市内部车辆通行信息通过在交通要道和关键交通点设置视频检测器，获取当前该点的车辆通行信息；通过对所有停车场车辆停车位状态信息实时采集，获取停车位信息。
这些信息为交通调度和智慧交通控制系统提供基础信息数据。
GPS导航系统进入交通领域并被广泛应用，包括车载GPS导航仪器、GPS导航手机为交通信息的采集提供了便捷的途径。
利用GPS导航系统能够采集到车辆的位置信息，为智慧交通提供最基础的信息。
所有交通信息采集装置构成交通信息采集系统。
由于采集的信息包括视频信息、位置信息、车辆速度信息、车辆流通量信息等多种模式，因此信息的收集、融合和处理是智慧交通最为基础也最为重要的组成部分。
2.车体控制系统
汽车车体控制是指对于诸如车门、车窗、车灯、空调、仪表盘、发动机、制动装置等汽车车身部件进行控制。
汽车车身控制系统的控制对象比较多而且分布于整个车体，系统应用的电子控制单元ECU节点安装位置分散，如前节点和仪表节点在驾驶台部位，后节点在车尾部位，左、右门节点则在左、右门部位等。
对智慧交通系统来说，需要采集汽车车门状况信息、车窗状况信息、车灯状况信息、空调状况信息、汽车电子产品运行状况信息、发动机状况信息、制动装置状况信息等，并将相关信息及时传输给控制平台，以便对车辆的安全状况实施实时控制。
3.信息传输系统
将交通信息采集起来，传输到处理终端平台，再经过“大脑”的思考做出决策，然后再发布相关信息或控制指令，构成完整的智慧交通系统。
通常信息的传输有两种：
有线传输和无线传输。
充分利用已有的资源，如有线电视网、电信通讯网、计算机网、因特网等，实现交通信息传输。
4．交通信息存储、处理与综合控制系统
交通信息采集并传输出来，必须建立专用存储系统，同时对信息进行分析、归类、整理，做出决策并实施控制。
因此，数据库系统是智慧交通控制系统的关键部分之一。
电子地图库是智慧交通控制系统的基础，必须首先建立并实时更新，为GPS导航的准确性提供保障；道路信息库、交通流量信息库、车辆状态信息库、停车位信息库必须确保实时性，以保障交通调度的准确性和安全性。
视频信息由于占有资源较大，因此应建立专门的视频信息库，为城市安全、交通事故鉴定与处理、车辆调度提供依据。
为了使城市交通便捷、快速、绿色、安全、高效进行，需要建立相应的信息服务系统：
交通信息发布系统、交通引导系统、停车库空位信息系统、交通信号灯控制系统、交通安全控制系统、紧急事故处理系统等。
交通信息发布系统，及时发布拥堵点信息、拥堵点流量信息、疏导最佳路线信息等，给出行者提供参考。
当出现交通事故时，及时发布相关信息，给出当前规避事故点的最佳路线信息，同时通知有关机构及时处理。
对不同的目标对象应对采集的信息分析处理后提供个性化服务。
如对于公交系统，能及时提供公交站台人流量信息，供调度及时调整公交班次。
对于个体车主能提供及时路况信息、最佳出行路线、停车位信息等。
对出租车能提供交通路况信息和车站、码头、机场候车人流量信息等。
对交通管理部门，能及时提供车辆违章信息、车辆故障信息、交通事故信息，以便及时处理。
对于安全部门，能对车站、机场、码头的视频信息处置后，比对网络通缉罪犯信息，及时掌控犯罪分子出入城市状况，对于正在交通工具上实施犯罪行为的信息应能及时的通报给驾驶人员和附近的公安人员，以便及时处理，减小造成的伤害等。
8地下管网系统管理
城市地下各类管线是城市的重要基础设施，种类繁多，形式复杂，包括给水、排水、燃气、热力工业、电力、电信、综合沟壑人防管线等，担负着信息传输、能源传送等重要工作，是一个城市赖以生存和发展的生命线。
随着城市经济、科技和人民生活水平的不断提高，所需的地下管线日渐增多，城区地下已经密如蛛网的各类管线还将有增无减。
由于缺少统一的信息系统和准确的管线资料，在城市建设中常有管线被破坏，造成通讯中断、煤气泄漏、污水漫流等问题。
给人们生命和国家财产造成巨大威胁和无可挽回的损失。
据有关资料统计，我国大城市仅每年管线损坏造成的损失达20亿元，全国约70%的城市没有完整的地下管线资料，地下管线不清的现象普遍存在。
在城市建设中挖、埋管线显得非常普遍。
如果不了解地下管线的部署情况，很容易造成工程事故。
因此无论是管理部门、设计部门还是施工单位都迫切希望能准确、迅速地了解某一地段的地下管线状况，从而科学的进行各种市政管理及基础建设。
综合分析目前地下管线的状况，大体存在以下6个方面的问题：
1.各部门（如自来水公司、煤气公司、电力公司、通信公司、供热公司、有线电视公司等）只有自己的管线资料，没有其他部门的管线资料。
这样地下管网信息分类存放，很难直观地表达管网的综合状况，同样不能满足规划、管理和施工的需求，如果施工时有一方面没考虑到，则会造成重大的施工事故和经济损失。
2.城市地下管网资料大多以图纸、图表等纸介质记录保存和管理，资料不全、查询不便、更新速度慢，造成信息与现状不符，严重影响城市建设中的规划、管理、施工和服务的质量水平。
即使有的管网资料以数据形式保存在计算机中并也建立了管网信息系统，但是由于不能及时更新也造成了信息与现状不符。
所以在建设施工中，经常发生挖断货损坏地下管线的严重事故，造成严重的经济损失。
3.管网资料的分散管理难以对现有的信息进行深层次综合统计和分析，不能给城市建设的决策部门提供全面的决策信息，将直接影响城市建设。
4.地下管线建设缺乏总体和长远的规划。
城市规划部门没有统一的、长远的地下管线布局规划。
各专业管线的铺设没有严格执行规划审批制度，缺乏全局观念、长远思想，只顾眼前利益，就近乱接乱建。
一些道路挖了填，填了挖，根本没有竣工图。
即影响了管线的合理布局，又不利于管线档案的收集。
5.缺乏科学的现代化管理手段。
目前，许多中小城市档案部门办公室设施陈旧，档案管理手段落后，不能快速、准确的综合处理档案信息，也就无法高效地为城市规划部门、建设单位、决策机构和社会各界提供服务。
6.地下管线动态更新管理体制没有建立。
目前，国内有近百个城市通过地下管线普查的方式建立了综合地下管线信息管理系统，但在地下管线普查后，由于缺少系统的规划、缺少约束机制、动态更新方式存在缺陷、没有考虑各管线权属单位的利益、动态更新的资金没有保障等，致使真正做到对地下管线进行动态更新的城市很少。
城市规划与管网管理系统
建立城市规划与综合管网系统，以道路系统为载体将供电管网、给水管网、排水管网、煤气管网、热力管网、通信管网等系统作为图层，以城市空间数据库为基准，对各层数据进行管理。
系统为用户提供以下服务：
1.信息查询：
用户可以在计算机上方便地查询每段管线、节点的属性。
2.打印输出：
系统可根据需要输出各种比例的单项或复合管线图。
3.统计分析：
能够对各专业管线和节点进行统计、分析，产生报表和绘制专项图件。
4.规划管理：
对各专业系统的规划设计进行合理性判断，决定专业管线在城市道路上定线位置，对专业管线和国家规定的安全要求，能自动检测。
最终为市政建设提供多方案分析，对一条道路上新定管线提出备选方案，共决策者参考。
5.网络发布和公示：
通过Internet服务器将管网信息发布出去，供用户查看和下载。
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