浅述城市建设地理信息系统的设计和应用
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【摘要】随着我国城市现代化的脚步在不停的加快，城市的地理信息在不断的增长，乡镇在城市化的道路上的地理信息系统也在不断的完善，建立和完善地理信息系统是城市建设的必然发展趋势。本文主要是通过分析地理信息系统设计包含的属性以及地理信息系统对城市建设过程中的应用。
【关键词】地理信息系统；城市建设；设计与应用
地理信息系统，简称GIS，是结合数据库与地理信息为一体，以地球科学为基础，运用计算机对地理信息的采集、存储、加工、分析、反馈、和输出地理数据的系统。其主要包含：硬件、软件、网络技术、地理信息数据、人员以及方法。城市建设地理信息系统就是以地理信息系统为基础，通过对城市地理信息的属性和空间信息进行标准化、一体化的管理过程。
地理信息系统技术已经牵连着城市信息管理的各个方面，从而使系统自身的功能要不断的增加和完善，才能够很好的管理对象多而复杂的地理信息。设计一个完整的地理信息系统主要的功能必须包括：
1.对数据的操作和处理
面对种类繁多而且复杂的地理信息，地理信息系统不仅要包含普通数据库所具有的数据输入、定义、存取、数据库的运行管理以及传输等功能，同时为了满足各种用户对不同的地理信息的操作，其自身必须要具备一定的运算和处理功能。主要是能够分析一系列的地理信息，对空间的数据的变换、大小比例的转换、以及坐标的变换等。其输出的结果包含物体的基本属性，达到一目了然的效果。
2.地图显示与制作功能
这一类功能是地理信息系统的最主要的部分，其是一种地图数据处理、显示、输出的，并能根据不同的地理信息显示不同的属性，方便用户能直观而清晰得出现实世界的模型。更重要的是其制作出来的图能够表现一种地理信息直接的空间关系，可以制作多种多样的立体图形，而制作立体图行的数据基础就是数据高程模型。如何能更直观和个性化的把现实世界的地图模型以网络形式显示出来任重而道远。
3.查询与分析功能
所有的数据库系统都必须包含查询功能，但这里指的是空间处理能力以及能够对空间图形与属性的双向查询，它不仅能够根据空间物体的相关属性查询到客观事物的坐标、地形、结构等特征，而更有意义的是能够建立一种关系模型，根据一些静态的数据和元数据，通过分析能够产生一些新的地理信息，同时系统也智能的提供不同的方案和决策并对其分析，以供人工选择。随时随地的查询、随心所欲的查找就是我们的奋斗方向。
4.地形的结构分析
对于地形地貌的分析过程，地理信息系统设计的过程中要针对不同的地理信息以及不同阶段的需求，选择不一样的地理背景图，建立相应的空间数据结构。对于要求的精确度不高的地理信息只要能够表现其地理位置，相对于的坐标即可，如建筑物。但对相对精确要求较高的空间信息就要必须建立矢量的数据结构，也要列出其相对于的空间拓扑关系。方便建立其的三维空间网状结构，模拟真实的世界。用户可以直观的研究其地形地貌用于工程设施和工程量计算等。
5．视频多媒体工作的引擎
在城市化的过程中就必须要积累大量的视频和资料，如工程的典礼，建筑物的相片，市区全景的录像等多媒体，这些信息在设计地理信息系统中必不可少。所以就必须呀设置专门的多媒体工作引擎。方便管理人员能够直观的通过别家地图的点击，从而显示地理信息的全部属性如：大厦的名称、面积、高度等要素。对城市的交通运输，城市的规划，以及未来的发展蓝图提供宝贵的资源。
地理信息系统最初的产生是为了解决地理学问题，而如今涉及到空间数据分析的学科提供技术方法和手段，为城市管理的各个部门提供办公自动化软件，并以一种新颖的思维方式去解决问题。当前，我国的地理信息系统也逐渐规范化，标准化。其发展方向将步入系统的集成化、网络化和社会化等方面发展。具体的来说，地理信息系统的发展和应用包括以下几个方面：
1.系统的数据共享和开放
目前，地理信息系统在我国的重大科研机构和城市规划的相关部门利用比较普及。国家的统一规划、标准。对我国的城市建设带来良好的经济效益，尤其是对土地资源的利用上提供了很大的帮助。我国的政策表示，要逐步加大地理信息系统的进程推广社会，普及化。根据国外的先进经验表明，一个完善的GIS必须对信息共享范围、载体和交换方式；数据质量评价指标，以及提供的方法论和决策等。从而提高经济的活动效率，减少GIS数据的重复建设成本。
2.GIS不断的产业化及社会化
改革开放以来，尤其是全球信息高速公路的发展，给地理信息系统的研究和应用带来机遇。我国当前已形成了一批拥有自主知识产权的GIS软件品牌，如MapGIS、SuperMap、GEOWindows等，并在较多的经济发展领域得到了应用。就在近几年，我国的地理信息产业、产品市场、技术市场已经逐步完善。自主知识产权的软件在我国的市场占有率也得到了提升，社会不断的普及，从以前的大部分都是单纯的政府投资项目，转变到一下大中小企业的不断加入，队伍在不停的壮大。地理信息产业在我国经济增长中不断的做出贡献。
3.三维GIS与虚拟现实技术的结合。
一个成功系统的规划建设，就是要能够直观、明了的反应客观事物。三维的技术嵌入就是对GIS的发展起到一个升华的作用。随着经济建设的发展和城市化的步伐在不断的加快，它对检测城市的交通、灾害的预测、消防与社会治安、市政工程建设等提供了许多宝贵的决策以及可行性方案。三维的图像更能帮助消防部门能够在第一时间赶到事故案发现场救援。系统能够真实的反应现场的实时状况，通过图像发回指挥中心，对相关部门掌控现在至关重要，为减少灾难的损失和进一步恶化提供先决条件。
4.在公路环境中的应用
我国城市的不断扩展，人们的生活水平在不断的提高。人们开始注重生态变化和环保问题。而公路环境又是在城市化建设的重中之重，其涉及的点多面广，因此要用强有力的地理信息系统来解决环境工程设计、管理、运营等工作。GIS在公路保护以及管理中起的作用包括：为人们提供最便捷和管理公路所必须的经济、环境等精确的大量数据。其次是通过监测其空间信息提供逼真的模型供管理部门对公路的建设和改造提供有力的支撑，从而建设交通的拥堵，减少废气、一氧化碳等有毒气体的排放。环保一直是发展中国家一个头痛的问题，信息化能让环保意识普及的同时，更能拉近个人与环保的距离。
5.道路的运输方面的应用
GIS是经过多年累积从而得出的一门交叉学科，从最初的单纯研究土地资源逐渐扩展到空间地理相关联的大部分领域。其在交通运输部门也得到了很好的发展和运用，随着GIS-T以及一些相关的技术不断成熟和完善。交通管理部门得到了更加有依靠、智能化的应用系统，使管理者能够对公路交通中的问题能够迅速做出合理的判断，并能提出确切的解决方案。就比如利用GIS提供方便快捷的统计与查询功能，可视化的技术，方便交通的运输，达到减少拥堵，节约时间，节约成本，提高环境质量的作用。
结语
城市地理信息系统是一个复杂而巨大的系统，其对城市建设的发展息息相关。因此要做好标准化、规划化力争与国际接轨，但是也要注意到我国自身与国际存在的差异，因地制宜，在与国际接轨的同时发展起自身的特色。在我国全国的城市推广还有一段很长的路要走。我们要借鉴外国先进的理念，坚持以人为本，可持续发展原则，建立完善的地理信息系统就应该要高起点、高标准、目标明确、统一规划的实施。要根据当地的地理坏境，因地制宜，具体问题具体分析，逐步消除地方发展的不平衡状态，发达地区扶持落后地区，使落后地去不断的加快步伐前进，发达地区也要不断完善其自身的GIS，使其能够早日挤入世界先进水平的行列。让地理信息系统更好的辅助城市的规划化与管理管理，为城市的科技化、信息化道路越来越宽广，为人民的生活水平上升到更高的层次，为经济发展和城市的建设不断的做贡献。