地理信息三维可视化技术在城市规划中的应用

城镇化建设是将农村人口转换为城市人口的一个全过程，是处理资源、自然环境、庞大的人口数量化学物质要求与我国可持续发展的各种分歧及其完成智能化的必然选择。历经几十年的勤奋努力，中国城镇化建设获得了极大的成就，但也随之产生了交通拥堵、住户定居标准较弱、自然环境噪音污染比较严重、水资源污染、发案率持续上升、燃气覆盖率和硬底化路面比例低以及废水废弃物处理设备欠缺等一系列城市难题。城市是一个总体，因为城市管理的多元性和人管理工作能力的制约性，现阶段在我国迫不得已将城市切分管理，产生了以职责分工为基本、以各司其职和等级控制为特点的行政部门管理体系。伴随着城市经营规模的不断发展，这种体系出现了行政部门业务间、政府部门各单位间、各当地政府间、垂直单位与当地政府间及其各行政部门等级间的切分，产生了碎片化的切分管理方式。在数字化、信息化迅速发展壮大的今日，这类管理方式的缺点更为突显，既妨碍了政府部门总体效率的完成，增加了单位间融洽的成本费，又阻拦了服务项目政府部门的基本建设，并给群众办事带来巨大的麻烦。智慧城市基本建设便是根据信息技术在城镇化发展的整体规划和基本建设、管理和运作、生产制造与生活等各层面多方位的嵌入、渗透和使用，提高城市化进程水准，促进产业链转型发展和政府行政部门效率大幅度提高，它在城镇化建设推动的全过程中饰演愈来愈关键的人物角色。

当前我国智慧城市基本建设还处在初始阶段，各个领域紧紧围绕智慧城市整体规划与基本建设展开了智慧城市的实质内涵、架构管理体系及规范标准的科学研究，政府部门也颁布了多种政策措施，布局了各种智慧城市基本建设示范点，展开了各种基础设施建设，探寻了诸多智慧使用管理体系，制订了有关执行保障机制，为智慧城市整体规划与基本建设确立了关键基础、获得了阶段性成果。但大家对智慧城市的实质内涵界定尚不清楚，构造也不明确，且欠缺统一的技术标准，最重要是理论基础研究还不健全。文中从智慧城市基本建设总体目标和每日任务考虑，剖析科学研究智慧城市的整体架构、关键技术管理体系、重要技术和主要用途，根据地理信息科学研究的基础理论、技术、系统软件和工程项目方式 ，讨论地理信息科学研究与智慧城市基本建设间的关联，致力于科学研究地理信息科学研究在智慧城市基本建设中充分发挥的功效。

1智慧城市的内涵
1.1智慧城市的定义
数据城市基本建设中遭遇着实时性获取、信息共享资源、业务流程协作和智能化管理决策四大难题，不能满足城市各类综合性应急资源服务项目、统一指挥和联合执法以及为群众出示相对紧急救助服务项目的迫切需求。物联网技术、云计算技术和智能化管理决策新技术的使用为处理数据城市遭遇的上述难题提供了机会，为完成城市全方位深入的认知、泛在的互连、智能化的结合及其剖析管理决策使用提供了保证。智慧城市便是数据城市的智能化系统，是数据城市作用的拓宽、扩展和升华，根据物联网技术把数据城市与物理学城市无缝连接起来，使用云计算技术和网格计算技术对实时认知数据信息展开迅速协作处理，并出示智能化系统服务项目，提高大家对城市的感知能力、思维逻辑能力、自学习培训与自适应力和个人行为管理能力。
智慧城市的关键包含：①认知化、互连化、协作化和智能化系统，包含根据物联网技术完成物理学城市全方位、综合性的认知和对城市运作关键系统软件的实时感测，实时智能化地获得物理学城市的各类信息；②根据互联网技术完成认知数据信息的智能化传输和储存，将多源异构数据信息融合为一致性数据信息，完成同城域数据信息关系，搭建智慧的数据信息基础设施建设；③根据云计算技术这类新的服务项目方式，灵活运用和激发目前一切信息资源，根据架构一个新式的服务项目方式或一种新的能出示服务项目的体系结构，处理多源异构海量信息的处理问题；④使用互联网大数据技术对实时认知数据信息展开快速和协作处理，对大量认知数据信息展开并行计算，完成大数据挖掘与专业知识发觉，为大家提供各类不同层级、不同规定的低成本、高效率的智能化系统服务项目，展开决策和预测剖析，进而搭建智慧城市。
1.2智慧城市的关键技术管理体系
智慧城市关键技术管理体系能够 根据五纵五横的立体式架构来叙述。五纵指围绕智慧城市基本建设每个方面的五个模板支撑体系，包含关键技术管理体系、智慧技术标准管理体系、安全性保障机制、法律法规管理体系和经营管理体系。五横指关键技术管理体系区划为基础设施建设层、信息资源层、使用支撑层、网络层和管理层五个方面。
1.2.1关键技术管理体系
信息基础设施建设层包含认知、网络通信和海量存储测算等基础设施建设，其在智慧城市中的关键作用是鉴别物体和收集信息，用于处理人类世界和物理世界的数据获取难题。信息基础设施建设选用传感器技术、条码技术、移动智能终端(智能机、平板、智能电视机和智能卡等)、RFID技术、影像收集、卫星遥感、无人飞机拍摄、三维激光雷达和导航定位技术等完成对城市范围内人、恶性事件、基础设施建设、自然环境和工程建筑等各层面原素的实时动态鉴别和信息收集。把传感器与通信网络相互连接，产生物物相接的物联网技术，完成城市的全方位认知。
信息资源层包含基本数据库查询、技术专业数据库查询和数据库查询升级管理系统软件三个部分。基本数据库查询包含生态资源和地理室内空间基本数据库查询、人口数量基本数据库查询、法人单位基本数据库查询、宏观经济数据库查询和地名详细地址数据库查询五大基本数据库查询，在其中地理室内空间基本数据库查询是完成信息空间精准定位、空间分析的基本，它以地理空间基本数据库查询为借助，以地名详细地址数据库查询为桥梁，将五大基本数据库连接成一个有机的总体，为全方位表述自然、社会发展和人类活动出示基本依据.。专题讲座数据库查询是根据五大数据库查询创建的涉及到农田、整体规划、房地产和交通出行等各制造行业的专题讲座数据库查询，关键用于城市各单位的管理和管理决策，并为社会发展提供行业数据服务。
使用支撑层选用逻辑集中、物理学分散化的方法创建信息资源文件目录，使用信息共享互换服务平台和统一的数据标准完成各单位和各制造行业业务流程数据信息的数据共享，使各种基本数据库查询和技术专业数据库查询产生一个有机总体。
网络层是面对政府部门、企业和群众的信息服务项目层，每个业务部门依据本身的业务流程要求，使用运用支撑层出示的各类信息资源，创建自身的业务管理系统，包含智慧政务、电商与智慧物流、公司和小区管理等，他们是互相配合的详细的城市信息系统软件管理体系，直接服务于政府部门、公司和群众。
管理层是由城市各类基础和技术专业的数据库查询、各类决策模型构成的模型库以及求出某一(或一些)行业难题常用专业知识构成的知识库系统，根据启用各类信息资源和分析工具，为领导者出示分析问题、创建实体模型、仿真模拟管理决策过程和计划方案的依据，协助领导者提升管理决策品质和水准。
1.2.2质量标准体系
在智慧城市质量标准体系的基本建设中，也要根据各种技术规范、数据标准、标准接口、技术规程和工作流程的贯彻落实，完成各种软件系统的融合、聚合和共享资源。智慧城市质量标准体系的制订要充分吸收国际上有关技术标准，根据目前国家、制造行业和地区的技术标准，融合智慧城市基本建设所需，产生健全、好用、行得通的智慧城市建设标准管理体系架构。
1.2.3安全管理体系
智慧城市所承载的信息资源涉及到很多个人、公司和政府部门商业秘密信息，使用信息安全防护设备、技术、法规和政策等措施确保信息互联网、系统软件、内容被合法客户安全运用，并严禁不法客户、攻击者和网络黑客运用、盗窃、毁坏这种资源。因而，智慧城市基本建设规定创建一种可以融入对外开放、共享资源、协作信息环境的新式信息安全管理体系，处理智慧城市在开放式、协作化、垂直化环境中的信息安全防范措施难点。
1.2.4法律法规管理体系
智慧城市能否圆满推动的关键是体制机制是不是合理。在智慧城市的完成过程中，彻底借助行政部门管理、领导干部指令和社会道德的管束作用解决困难显而易见心有余而力不足，而法律法规，尤其是法律法规的保障功效则具有根本性功效。
1.2.5运维和经营
智慧城市的运维管理就是指选用有关的方式 、方法、技术、规章制度、步骤和文本文档等对早已创建好的智慧城市的软件环境(如硬软件自然环境和网络空间等)、业务管理系统和运维管理工作人员展开综合性管理。
1.3智慧城市的重要技术
1.3.1根据物联网技术的信息实时感知互连技术
无所不在的传感器技术能够 对物理学城市完成全方位、综合性的感知，并对城市运作关键系统展开实时感测，进而智能化地获得物理学城市的各类信息。一方面，物联网技术能够 将无处不在的传感器技术相互连接；另一方面，运用互联网技术能够 完成认知数据信息的智能化传输和储存。因而，根据城市智慧信息基础设施建设(互联网/网格图、数据信息)、物联网技术与互联网技术的彻底联接和结合能够 将多源异构数据信息融合为一致性数据信息，使城市的各因素、模块和系统软件以及参加者和谐高效率地运作，做到城市运作的最好情况。
1.3.2根据云计算技术的多源数据信息关联和业务协同
云计算技术解决了构建信息资源关系互动平台和信息荒岛的难题.数据集成、业务流程协作和门户网集成等各种关系集成一直是城市信息化遭遇的难点，运用信息资源整体规划基础理论和方式 ，从技术、业务流程管理和资源分配等角度对城市全部信息资源展开全方位整理，对城市信息的收集、解决、传输、管理、派发服务项目和运用展开实施规划，制订相对的数据信息和技术规范，并根据数据标准，改动、补齐现有的数据信息，或根据数据交换将原来数据库查询资源转移到新数据库查询中去，在统一的时光参照系统软件下，根据城市地理空间数据集和城市基本数据，先后搭建整体规划、农田管理、房地产、自然环境、供水公司、绿色生态、度假旅游、公安人员、交通出行、消防安全、人防、地震灾害、气候和地下管道网等专题数据信息，使城市空间数据、数据资料和各类专题讲座数据信息完成时间与空间上的统一，并根据详细地址完成有机化学关系，变成一个总体.运用云计算技术这类新的服务项目方法，不断加强目前一切信息资源，架构一个新式的服务项目方法或一种新的能出示服务项目的体系结构，对大量认知数据信息展开并行计算、大数据挖掘与专业知识发觉，为大家出示各类不同层级，不同规定的低成本、高效率的智能化系统服务项目。
1.3.3根据互联网大数据的大数据挖掘与智能分析技术
互联网大数据的实质是要用互联网大数据的逻辑思维去挖掘互联网大数据的潜在性使用价值，最重要的是学好掌控互联网大数据.智慧城市的基本建设必定产生互联网大数据，而互联网大数据的运用又反过来推动智慧城市的基本建设。应用并行计算技术对大量认知数据信息展开解决，对数据统计展开实时动态的大数据可视化，根据数据、信息、专业知识、智能的一体化专业知识变换基本原理，为大家出示各类不同层级、不同规定的管理决策专业知识.数据分析系统研究方向关键包含：①多尺度、多层面下不同粒度分布的室内空间知识分类和表述；②定性研究室内空间专业知识，从而研究不同情景、不同类别空间专业知识的逻辑推理原理；③表明地理空间专业知识逻辑推理的规律性，探寻地理空间专业知识剖析、逻辑推理和大数据挖掘的基础理论和方式 ，为智慧城市的空间专业知识表述、剖析和演练确立理论基础。
1.4智慧城市的运用
1.4.1集约化、专业化城乡建设规划整体规划
根据加强城市基本建设部门协作的数据信息融合和业务流程协作，对于城市整体规划、土地收储、商业用地转让赔偿、工程建设、设备维护保养和房地产管理等重点行业，运用优秀、靠谱、好用的信息技术和自主创新管理核心理念，促进城市建筑项目整体规划、审核、基本建设和监管的全过程管理体系的自主创新和数据平台，完成城市整体规划、基本建设和管理全过程的决策与农田聚合应用。
1.4.2网格化管理、精细化管理城市运作管理
以提升城市运作管理水准为总体目标，加强整合资源、信息共享资源和业务流程协作，积极推进智慧交通出行、智慧执法局、智慧社管、信息安全与应急、市场秩序管控及其综合性市情等重点建设工程，搭建城市动态性感知管理体系、安全性运作管理体系和应急管理体系，完成城市管理网格化管理、精细化管理和智能化系统。
1.4.3共享发展、方便快捷化社会发展公共文化服务
以提升基础公共文化服务水准为总体目标，积极推进政务服务中心、智慧民生工程、智慧小区、智慧度假旅游及社会化服务等重点建设工程，积极主动推动政府信息公开、网上办事和网络问政等政府职能转变基本建设，切实发展个人社保、诊疗、文化教育和民政部门等均等化、便捷化社会发展公共文化服务管理体系，进一步提高城市环境优美、宜业、宜商、宜游的综合性承载力和老百姓幸福感。
1.4.4绿色循环系统低碳环保的生态文明建设
以人与环境、人和人之间、道德与法律的和谐共生、量变到质变、全面的发展、不断兴盛为基础服务宗旨，以改进生态环境保护品质、维护保养生态环境保护安全性为总体目标，坚持不懈生态环境保护与生态环境基本建设多管齐下，积极推进智慧绿色生态、智慧供水公司、智慧园林景观和智慧环境保护等重点建设工程，融合农牧业、林果业、园林景观、环境保护和城市建设等部门资源，全力推动生态文明建设与生态环境保护专题公共数据库基本建设，进行生态文明建设与环境保护整体规划、节能降耗综合性检测、水源综合性管理和绿色生态承载力检测，进一步加强水源、山林植物群落资源、环境空气和土壤资源的维护力度，搭建高端、高效、低碳环保、绿色的智能化系统城市生态资源环境保护管理体系，进一步提升老百姓日常生活环境质量。

2地理信息科学研究的产生与研究方案
地理信息能够 定性分析地理状况的数量、品质、遍布特点、相互关系和运动规律，时间与空间是地理信息的本质特征，也是一切信息的基础特性。数据可视化是人们获得地理信息的关键方法，地形图是表述地理信息的关键语言。地理信息科学研究是有关地理信息的本质属性和运动规律的一门课程，是近40年来兴盛的一门集地理学、电子计算机、遥感技术和测绘学于一体的边缘学科。
2.1地理信息科学研究的产生与发展趋势
地理信息科学研究的产生与发展经历了辅助设计地图绘制、地理信息系统软件、地理信息服务项目和地理信息科学研究不同的发展路径。
2.1.1以地形图绘制为目地的数字地图绘制
20世纪50年代，大家把电子计算机引进地形图绘制产生了辅助设计地形图绘制技术；1964年英国牛津大学设计了全自动绘制系统软件；1970年代中科院地理研究所研发专题绘制自动化技术，1970年代末原解放军测绘学院完成了地质图自动化技术绘制；1990年代地质大学研发出地图编辑出版发行系统软件MapCAD，实现了地形图绘制与地形图制印一体化(刊印一体化)，根据激光照排系统软件把电子计算机编绘的地形图成果输出成高精密调色胶卷，直接制版印刷，完成了全智能化生产制造.初期地形图智能化的关键推动力是地形图绘制，地图信息由某一特殊比例尺的地形图经智能化产生，以相对的图示和标准为规范，仍然保存着地形图的各类特点.地图信息注重数据可视化，忽视了实体线的空间关联。
2.1.2以运用剖析为目地的地理信息系统软件
几乎与电子计算机绘图同时，大家刚开始利用软件搜集、储存和解决各类与地理空间布局相关的属性数据，并期待根据电子计算机对数据信息展开剖析以直接为管理和管理决策服务项目。1956年，奥地利测绘工程单位利用软件创建了地籍数据库查询，接着其逐渐发展变成农田信息系统软件(landinformationsystem，LIS)用以地籍管理。1963年加拿大测量学家Tomlinson明确提出了地理信息系统专业术语，并创建了加拿大地理信息系统(Canadageographicinformationsystem，CGIS)用以生态资源的管理和整体规划。Esri在1981年公布了ARC/INFO商业软件，并在2001年发布ArcGIS8.1，具备对地理数据信息的建立、管理、综合和逻辑思维能力。这种GIS软件为单机版和分布式系统互联网客户出示地理数据信息的解决和公布服务项目。科学研究地理信息系统软件的关键目地是处理各类地理难题。将地图信息与其他专题地理信息紧密结合，从而产生了体现自然和社会问题分布、组成、联络以及时空发展壮大和转变的地理数据信息.利用软件地理计算机科学，地理数据信息能够 真正地描述、表达和仿真模拟现实世界中的地理实体线、现象以及内在联系与遍布特点。地理数据信息是一类具备时间维、空间维和诸多特性维的多维度特点数据信息，其空间维决定了空间数据具备方向、间距、层级和地理部位等室内空间特性；特性维则表明空间数据所意味着的空间目标客观现实的特性和属性特点；时间维则勾勒了空间目标伴随着时间的转移个人行为以及情况转变。
2.1.3以多技术集成化搭建地理信息服务项目
地理信息服务项目能够 即时回应“在哪儿”和“周边是什么”两个与人们日常生活劳动者密切相关的基础难题，是以便吸引住大量潜在客户和提升地理信息数据与系统软件的使用率所创建的一种面对服务项目的运营模式。客户能够 根据互联网技术按需获得和应用地理数据信息和测算服务项目，如地图服务和空间数据格式转化等，让所有人在任意时间和任意地址获得任意室内空间信息，即所谓的4A(anybody、anytime、anywhere、anything)。地理信息服务项目是将即时空间精准定位技术(惯性导航精准定位、无线通信导航定位、GPS、北斗定位系统和移动通信精准定位和室内定位技术)、互联网地理信息系统软件、移动无线通信技术(无线通信云平台、蜂窝状移动通信和卫星通讯)、电子计算机通信网络技术和数据库查询技术等当代高新科技技术有机地集成在一起，完成了地理信息搜集、解决、管理、传送和剖析运用的数字化，并在网络空间下为地理信息客户出示实时、高精密和区域乃至全世界的多尺度地理信息，对移动目标完成即时、动态性追踪和定位导航服务项目的系统软件。
地图信息和地理数据信息相互支撑了地理信息服务项目。
地图信息和地理数据信息是地理空间信息2种不一样的表明方式 ，地图信息注重大数据可视化，选用图型主要表现特性的方法，忽视了实体线的室内空间关联;而地理数据信息关键根据属性数据叙述地理实体线的总数和品质特点。地图信息和地理数据信息所具备的相互特点是地理空间坐标，通称为地理空间数据.地理空间数据代表了现实世界地理实体线和状况在信息全球的投射，与别的数据信息对比，地理空间数据具备独特的基础数学、非结构型的算法设计及其变化规律的时间特点，能够 为大家出示多尺度地形图和各类运用剖析。
2.1.4以多课程结合产生地理信息课程
伴随着地理信息系统应用的逐步推进，大家开始关心地理信息表述(如地理室内空间了解、地形图构造表述和室内空间语言了解)的合理化、地理模型剖析(如地理目标模型、室内空间限度剖析和室内空间管理决策全过程)的合理性及其地理信息系统软件技术(如人机交互技术页面、地理信息共享和地理信息系统软件互操作)的智能性。以便处理地球表面的地理状况和社会经济发展及其外层空间的自然环境以及变化规律全过程在电子计算机中的表明，一系列基础理论成果被造就和发展出来。在其发展壮大全过程中，以测绘工程为基本，以数据库查询为存储和查找的地理数据信息，以软件编程为服务平台不断完善了地理信息的获得、解决、储存、管理、提取、数据可视化和剖析等技术管理体系，使地理信息课程不但包括了当代测绘科学的全部內容，且科学研究范畴相较当代测绘学更为普遍.除此之外，在消化吸收信息科学研究精华的同时，地理信息课程与电子计算机技术融合，产生了互联网、内嵌式和部件式等各种地理信息系统软件，同时促进了电子计算机信息科学研究与技术的发展壮大。应对严峻而繁杂的地理信息自动化控制基本建设每日任务，运用产品化的方式 ，地理信息课程完成了系统软件的最优设计、建设项目的最优控制运作和最佳管理及其人、财、物资源的有效资金投入、配备和机构等，逐步完善形成了需求分析报告、控制系统设计、执行管理、品质评定和质量标准体系等地理信息工程项目技术管理体系。地理信息课程以运用为目的，以技术为引导，是在社会发展各个领域服务项目中逐渐从地理学、测绘学和信息学中发展产生的一门边缘交叉学科，其內容包含了基础知识、技术管理体系、系统软件、工程施工质量规范和运用等行业。
2.2地理信息科学研究的研究目标
地理信息科学研究是一门从信息流的角度研究地球表面人地关系系统软件的地理课程，以表明地理信息产生、收集、传送、表述和运用的原理为科学研究目的，根据新产品研发各类地理信息技术系统软件，为人正直地系统软件的认知能力、科学研究和管控出示科学论证和方式，进而推动人地系统软件的不断发展壮大。地理信息科学研究的关键是运用信息技术重新构建地理全过程，讨论发觉地理状况的运动规律，完成地理学由定性研究到定量研究，从定性描述到精准定位、定性分析，从静态数据到动态性，从单因素到综合性，从部分到总体的转换，为地理学运用全新科学研究技术处理重特大地理自然环境难点开拓了一条全新的路面。地理信息科研的基础內容是地理信息收集、剖析、储存、显示信息、管理、散播和运用，即科学研究地理信息流的产生、传输和转换规律。
做为一个空间的信息系统，地理信息系统以地理空间数据为基础，以地理室内空间数据库系统为生命，运用独特的空间思维和空间统计分析方法表明事情和状况的空间布局特点、互相联络和动态变化规律。现阶段，地理空间数据库系统只能表述简易的、显式的地理信息，对暗含的、繁杂的地理信息表述仍具有局限，特别是多源地理空间位置关系及动态性时空过程还需要地理空间数据统计分析、关系逻辑推理剖析和大数据分析等技术方式 做为补充。
应对地理世界(从外部经济到宏观经济)中各种繁杂的时空动态变化地理实体状况，运用地理信息系统软件展开抽象和模型、数据信息描述表达、储存、解决、管理、显示信息、剖析和运用，进而完成地理信息间的各类相关性关联关系，发掘各类隐态信息，表明掩藏的地理专业知识，求出各类地理难题，为智慧城市基本建设出示基础理论和技术支撑。

3地理信息科学在智慧城市基本建设中的的影响力和功效
地理信息科学研究在智慧城市基本建设中的功效研究基于两个客观事实：一是人们日常生活在地球上一切主题活动都在一定的时空(时间和空间)中展开，信息都是人类活动(社会发展、生产制造与生活等)的物质，信息的时空特性是一切信息关系的桥梁；二是数据可视化是人们获得与表述信息的关键方式，互联网大数据所承载的信息，通常根据数据可视化的方式，才可以被别人直观地理解。地理空间大数据可视化把地理空间数据转换成为有利于大家了解的图形或图像，进而动态地、形象地、多角度地、多方位地、多层面地叙述地理事物与状况，这不但能够 体现地理状况空间布局、互相联络和动态性全过程信息，也填补了人们自然语言理解对地理状况叙述的不足，提升了大家对地理空间的思维能力。地理信息科学在智慧城市基本建设中的影响力和功效具体表现在下列几个层面。
3.1地理科学是智慧城市的基础理论支撑点之一
城市是一种包括繁杂化学物质因素、人际关系和活动主题的客体，以它为研究对象产生了城市地理学、城市社会经济学、城市社会心理学和城市整体规划学等诸多课程.当代地理系是一门研究地理自然环境以及与人类活动间内在联系的综合型、交叉性课程。它以分布、形状、种类、关联、构造、联络、过程和机制等定义构建思想体系，重视地理事情的室内空间布局与地理状况的产生、发展壮大及变化趋势，以人地系统软件的提升为总体目标，即人口数量、资源、自然环境与社会经济协调发展。城市地理学主要从空间观点研究某些城市或地区城区管理体系的作用构造、结构分析和地区构造。地理信息科学研究从信息流的视角科学研究地球表面自然因素与历史人文因素的相互影响以及时空变化趋势，根据对土层各圈间信息的产生和转变体制及传送规律性展开科学研究，表明地理信息的发生和形成以及相互影响原理。以便操纵和调整城市系统软件的化学物质流、能量流和人流等社会性指标值，使之迁移到期待的情况和方法，完成稳定平衡和不断发展壮大，大家开始考虑到对其构成因素的室内空间情况、相互依赖关联、转变过程、相互影响规律、意见反馈基本原理和调配原理等展开数字模拟和动态变化，发觉和创建体现事情的数学方式，运用和发展壮大数学工具对其展开剖析和逻辑推理，得到对城市事物运动原理的认知能力，进而做到预测分析和操纵事物运动的目的，处理城市发展壮大人口数量、住房、学生就业、交通出行、社会治安、自然环境和经济发展产业链等难题。
3.2地理信息科学研究是多课程的结合和综合性
地理信息系统软件叙述和管理的目标是地理。当代地理学科学研究涉及到社会科学和人文学科，在自然和历史人文间搭起一座桥梁。自然地理学的研究对象是自然地理环境，涉及到水文水利、气候、植物群落(微生物)、土壤层、地形地貌、冻土层和冰河等领域。历史人文地理是一门讨论各类社会发展、政治、经济发展和社会现象的地理分布、扩散和转变，及其人类社会实践活动的地区构造的产生和发展壮大规律的课程，包含社会文化地理学、政冶地理学和经济发展地理学等。地理信息科学研究的运用涉及到城市、地区、农田、灾难、资源、自然环境、交通出行、水利工程(供水公司)、农牧业、产业链、人口数量、文化艺术、环境卫生、社会治安、住宅、执法局、基础设施建设和整体规划管理等领域的政府机构、企业发展规划、货运物流和大众出行服务项目。
地理空间数据包含了全部的基本数据类型。地理空间数据是叙述地球表层一定范畴(地理圈和地理室内空间)内地理事物的(地理实体线)位置、形状、总数、品质、遍布特点、内在联系和变化趋势的数据信息，是地理空间物体的数据叙述和离散表述。做为数据信息的一类，地理空间数据不但具备空间特征、属性特点和时间特点三个本质特征，还具有抽样性、时序性、详尽性、抽象性、专题性、可选择性、多态性、可变性、可信性与完备性等特性，这种特性组成了地理空间数据与其他数据信息的区别。
地理信息系统软件开发运用了全部电子计算机技术，包含高效率海量信息储存技术、繁杂的数据库系统和构造、虚拟数据可视化技术、内嵌式和部件式、高速数据传输技术、并行处理解决及其图像处理I/O技术。地理空间数据具备大量、室内空间、异构和多时态等特性。地理信息课程消化吸收信息科学研究的精华，与电子计算机技术融合，产生了互联网、内嵌式和部件式等各式各样的地理信息系统软件，同时也促进了电子计算机信息科学与技术的发展壮大。
3.3位置是智慧城市数据信息融合与关系的根基
根据云计算技术的数据信息融合、相关性分析和大数据挖掘解决是智慧城市的生命。美国地理学者WaldoTobler觉得万事万物都有关，只是相近的事物关系更密不可分，即地理学第一基本定律.位置做为人、事和物间互相关系的信息基础特性之一，在实践过程中，政府部门、国防和公司等不同单位为了考虑本身要求，从不同运用、不同技术专业、不同视角对地理物体和状况的信息展开叙述和记录，但完成地区内自然和历史人文地理因素的总体全息投影表述十分艰辛。智慧城市基本建设覆盖全部政府部门公共行政，其核心目标是创建全市域信息实体模型，搭建城市关键系统软件的运作高清图。城市数据信息的深层融合指针对切分和泛娱乐化数据信息，以部分听从总体的系统理论为核心价值，以业务协作和共享资源为特点，以总体目标、组织 、资源、业务、服务以及提供方式等因素的融合为內容，以互联网信息技术为支撑点，完成数据跨部门协作。
3.4位置感知是智慧城市的物质条件
获得物体位置信息的技术称为位置信息感知技术。基于位置的服务项目称为移动定位服务。位置服务是根据电信网营运商的GSM网、CDMA网、3G/3G、GPS、北斗定位系统软件和室内定位技术等获得移动数据智能终端的位置信息，在地理信息系统服务平台的支持下，为客户提供的一种个性化服务。手机定位服务具备明确别人的位置和为别人出示合适的服务项目两大作用。根据物联网技术的信息感知是智慧城市基本建设的物质条件.位置感知和物联网技术紧密结合能够 为智慧城市基础设施建设出示更为智能化的技术方式，有利于逐渐搭建城市智慧保障体系，进而进一步为城市群众出示有目的性的新服务项目和新模式。
3.5天空地遥感技术是感知城市环境破坏的关键方式
天空地遥感技术感知在智慧城市中的关键作用是鉴别物体和收集信息，用以处理人类世界和物理世界的数据获取难题。选用传感器技术、条码技术、移动智能终端(智能机、平板、智能电视机和智能卡等)、RFID技术、影像收集、卫星遥感、无人飞机拍摄及其车载/L波段三维激光雷达等完成对城市范围内人、恶性事件、基础设施建设、自然环境和工程建筑等方面元素的实时动态识别和信息收集。将传感器与通信网络相互连接，产生物物相接的物联网技术，完成信息数据的全方位深入认知和特征提取，为智慧城市环境破坏检测和业务流程运用出示大量有使用价值的数据信息。
3.6数据可视化是智慧城市专业知识获得的关键方式
大数据可视化是大数据挖掘与剖析研究的网络热点，视觉信息感知能够 辅助数据分析。地理空间大数据可视化应用电子计算机图形图像处理技术，将繁杂的地理科学现象、自然风光和人类社会经济发展主题活动等抽象化图形界面，以协助大家了解地理状况、发觉地理学规律和传播地理专业知识，提高人类地理空间思维能力。数据可视化是人类认知全球关键方式。人类生活起居中接纳的信息80%来源于视觉效果，而图像处理是人类最容易认可的视觉效果信息。信息数据可视化技术使大家能够 根据收看数据可视化的图形、图像获得信息的内涵和潜在性构造，大幅度降低了人的认知负担。
3.7时空剖析与过程仿真模拟演练为管理决策出示结语
时空剖析与过程仿真模拟演练是地理学科学研究的基础方式。把城市管理体系做为一个动态性的复杂系统，用定性定量紧密结合的方式对其展开溶解和简单化，明确大系统软件和分系统所要完成的总体目标和制约标准，讨论系统软件的最佳构造和作用。结构化分析一般 应用数学分析模型体现城市系统软件的特点、构造和发展全过程，应用地理信息技术把时空遍布的地理状况、社会经济发展、室内环境及变化规律展开多像素、多尺度、多时光和多类型的三维叙述，进而完成对城市生态环境保护的监控、仿真模拟、演练、时空剖析和点评，从而展开科学研究预测分析和配合管理决策，提升政府部门管理决策的合理性和高效率。
3.8地理信息系统软件是智慧城市的关键软件支撑
在智慧城市基本建设中，应用地理信息系统软件方式对城市展开多尺度、多时空和多类型的数据信息叙述，以物联网技术为基础完成城市信息动态、实时、持续、全覆盖的获得，运用数学原理，融合智能科学的有关基础理论和技术，搭建城市基本建设和发展空间的决策模型，了解和处理城市发展壮大过程中有关非结构型难题，深入分析城市系统软件的结构类型，预测变化趋向，完成对城市基本建设和发展的监控、仿真模拟、演练、时空剖析和点评，提升城市基本建设管理决策的合理性和高效率。地理信息系统软件使智慧城市不但有着多方位的信息收集能力，还具有更强大的信息解决、剖析、共享资源和协作等工作能力。在愈来愈多的智慧城市实践活动中，室内空间信息和以此为基本创建的室内空间信息共享资源、协同办公软件，及其从而衍化的室内空间信息服务项目绿色生态管理体系已变成智慧城市基本建设的关键支撑点之一。
4结语
智慧城市是一个繁杂、巨大的系统工程，该工程项目包含智慧信息基础设施建设系统软件、智慧服务项目公共性支撑系统软件和智慧服务项目软件系统等。这种系统软件中又各自由多个分系统构成，每个子系统还能够由数个子系统组成。针对这类由系统软件、子系统和分系统等多层面组成的智慧城市复杂系统，务必以专业规范和自动化控制的科学方法论为具体指导，将系统结构、子系统和分系统综合性集成为一个总体，不论是竖向还是横向必须遵照信息系统集成科学方法论，运用辩证思维解决好构造与作用的关联。地理信息是智慧城市总体架构中一个关键的、不可缺少的基础信息，它以特有的时空特点为政府部门、各行各业和群众出示基于位置的信息服务，并以位置和时间为标准集成、结合、关联、融合全市域全部信息资源，为大数据挖掘、知识逻辑推理和知识发现出示信息支撑；数据可视化为智慧城市各类信息表述出示关键方式，全面运用于社会经济的每个部门，渗透到现代生活的各个方面，深远影响着每个人获取信息的工作能力和方法；以地理学理论为依据、以地理空间数据为基础、以多源地理信息关系、动态时空过程剖析为方式，发掘各类隐态信息、表明掩藏的地理知识和求解各类地理难题，为城市基本建设管理决策出示科学论证。另外，综合性的城市难题和爆发增长的城市信息对地理信息科学明确提出了更高规定，也推动了地理信息科学研究的持续发展壮大。