GIS讓城市管理走向智能(組圖)
“城市看起來很繁榮，但是城市生活實際有許多呆滯、僵化、失序的狀態。本來城市建設是要讓生活更美好，但事實上并非完全如此。”中國社會科學院經濟研究所研究員、北京天則經濟研究所學術委員會主席張曙光近日表示。城市化進程的加速讓城市人口迅速膨脹、城市迅速擴張，隨之而來的城市管理問題給相關部門帶來了挑戰。
GIS(地理信息系統)作為建設數字城市的技術支撐，在城市管理中發揮了重要的作用，比如在市政管理、國土資源規劃、管道鋪設等方面，都有GIS的身影，只不過由于GIS專業性強，GIS企業和從業人員相對較少，因此GIS在其中的應用并不廣為人知。近兩年出現了轉機，隨著智能手機、平板電腦的逐漸普及以及移動互聯網的廣泛應用，GIS的應用如同雨后春筍，以讓人目不暇接的速度涌現出來，最典型是LBS應用，一些原來專注于微博等服務的互聯網公司紛紛將觸角伸向LBS應用，這讓越來越多的人接觸并初識GIS。伴隨智慧城市、數字城市建設呼聲的響起，GIS在城市管理中的作用將會逐步顯現出來。
GIS讓地鐵資產管理可視化
地鐵作為城市化程度的標志之一，其對城市發展的作用無庸質疑。然而，地鐵事故也讓人對地鐵的安全性產生了質疑，“坐地鐵別站在門口和兩節車廂連接處”成為人們的無奈選擇， 高效的地鐵安全管理已迫在眉睫。
地鐵建設的特殊性在于地下設施的不可見性，比如隧道、地下建筑物、地質構造等都是隱藏在地下的，并且線路、站點、沿線資源分布在廣闊的區域，這給地鐵工程建設和運營管理帶來較大的安全風險;地鐵的建設和管理涉及專業繁多且專業跨度大，比如土木、電氣工程等，這增加了管理的難度;地鐵行業從建設到運營的過程，產生龐大的數據量，動輒數以萬計的圖紙和資料，以及相關地形、經濟、人口、影像等數據對系統存儲和處理海量數據的能力有很高的要求。
GIS技術對于應對地鐵行業的上述挑戰具有得天獨厚的優勢。比如GIS善于將信息進行可視化處理，善于管理分布廣、動態、離散的資源，善于構建圖層、管理重疊式資源，善于處理海量的數據存儲。因此，在地鐵的建設和運營中，GIS可發揮不可替代的作用。
針對地鐵資源的不可見性，采用GIS設計開發的可視化資產管理系統可將維護維修、資產檔案[FS:PAGE]與地理位置有效結合，實現對資產的模糊查詢、分類查詢及圖上查詢，隨時遠程定位資產的空間位置并且掌握該設備的基本信息以及生命軌跡，從而擺脫以往人工管理帶來的管理混亂、資產流失、效率低下的局面，實現地鐵資產管理的可視化、透明化、界限化管理。此外，GIS還可以對地鐵資產進行可視化的輔助管理，通過主系統與移動GIS終端的集成配合，資產管理人員可使用手持設備進行資產設施定位，并可現場進行簡要的設備關聯性分析及周邊環境信息查詢，將更新的信息回傳到主系統，為資產管理人員日常巡檢業務提供便利。“地鐵的可視化化管理系統結合RFID技術，還可以對重要的資產設備進行電子標簽化管理， 不僅可確保重要資產的管理到位，而且可極大地提高工作效率。” 立得空間信息技術股份有限公司技術工程師程會平在接受記者采訪時表示。
地鐵應急事件的處理是地鐵管理中的一個至關重要的環節。在地鐵的建設和運營過程中都可能發生突發事件，而且這些事件通常危害性嚴重，要求盡快做應急處理，這給地鐵的應急與指揮帶來了很大的挑戰。“在地鐵應急與調度方面，GIS結合GPS技術以及相應的硬件設施，保證及時、有序、高效、妥善處理地鐵突發事件，保障地鐵正常建設和運營。”程會平說。首先，GIS可輔助應急資源普查，對地鐵相關的大量應急資源進行全面的摸查，便于應急時快捷利用;其次，GIS可提供完備的地理位置信息普查工具，用戶可遠程登記資源;第三，GIS可提供支持現場信息普查的移動終端，工作人員可進行現場踩點、登記資源;第四，GIS可幫助對各類應急預案進行轉換，指揮員啟動預案后，各類預案約定的任務迅速通過短信息、郵件、語音指令等方式自動發放到各有關單位，有關單位在收到指令后，迅速執行任務并上報執行情況。這樣，指揮車、GPS終端，GIS可有機結合起來，整合調動周邊應急資源力量，提高決策有效性，而且，在最終預案實施結束后，保留所有執行痕跡，可追溯責任人和單位。
程會平表示，GIS還能幫助監控地鐵周邊線路及地質環境，利用GIS強大的數控管理功能，不僅能為預防與應對事故提供分析決策支持，還能節約資源，避免地質勘測的重復投入。除了便于地鐵管理人員的工作，GIS還可以給乘客提供路線查詢、周邊查詢，定位等服務。
城市防火同救援同樣重要
GIS在城市中的另一個重要應[FS:PAGE]用是在消防部門。火患猛于虎!每當耳邊響起急促的消防車的鳴笛聲，讓人不由地緊張：哪里又發生了火災，會不會有人員傷亡?由于交通堵塞或者火場狹窄而影響消防車救援的事情時有發生，這時人們往往感嘆城市的擁擠。在城市變得日益擁擠時，城市消防應急指揮系統便應運而生，它讓救火變得相對容易，減少了火災發生時人們生命、財產損失。
城市消防應急指揮系統是采用先進的計算機網絡技術、數據庫技術、圖形技術、通信技術、軟件技術等建立城市的完整消防管理模型，全面掌握城市的消防動態變化。城市消防應急指揮系統涵蓋了從接警處理、火場實時監控、遠程協同指揮、消防信息管理等整個救援過程，最大程度地保障人們的生命、財產安全。GIS技術作為確定位置的關鍵技術，不可或缺。
由于各個城市有不同的特點，因此，城市消防應急指揮系統在細微功能和架構上存在著差異，但是，通常情況下，該系統的大體功能和工作原理是一樣的。“系統可以自動接聽報警電話并自動錄音，還可即時在電子地圖上顯示報警點的位置、周圍環境以及對應的戶主等信息，系統可根據報警形式、報警地點、火災地點、火情等參數查詢相關的數據庫信息，給出火警真偽的概率結論，提交火警定位與辯識結果。”北京遠景天圖信息有限責任公司技術研發中心總監王偉在接受記者采訪時表示。
隨后，系統自動或者人工定位火場位置，并確定起火點周邊的信息，如空間位置、建筑道路分布、周邊危險品存放情況、消防設施等，并通過電腦計算出消防出動方案、最佳路徑、火場平面圖和作戰計劃等，然后根據氣象條件、危險物品特征、地理條件計算和確定危險地帶、疏散線路、方法等。
在具體的救援實施過程中，城市消防應急指揮系統可通過GPS實時監控消防車輛，對車輛進行實時跟蹤，并進行相關信息的動態查詢。對于在火場的救援工作，該系統通過無線網絡提供火災現場實況傳播、消防車輛衛星跟蹤、交通道口監控功能，為指揮中心、現場指揮車及相關中隊提供實時監控支持，并可召開視頻會議，遠程指揮協同消防作戰、提供警力支持等。
預防勝于救援!“應急不是事故或者災害發生以后的事情，而應該是全生命周期的。從規劃的初期就應該考慮到災前的預防，災難中的指揮梳理，做到預案的數字化和智能化。”北京超[FS:PAGE]圖軟件股份有限公司總工程師梁軍表示。城市消防應急指揮系統可對消防地理、氣象、水源、消防車輛、隊伍實力、滅火技術、典型滅火案例、火災檔案等有關消防信息進行統一管理、維護，以便總結經驗，增加救援的能力，降低火災發生率。
雖然類似的解決方案在技術上沒有挑戰，但是目前這樣的案例并不多見。“目前聯動消防涉及消防、公安、醫療等多個部門，在數據共享和各部門之間的協調上存在一定難度。”王偉說。同時，這也是建設共享電子政務平臺、數字城市、智慧城市的最大障礙。而在GIS圈內人的眼里，城市應急平臺應該是更高階段的，它可以處理城市中所有的應急事件，比如火災、公共衛生事件、社會安全事件等，不然大家熱議的智慧城市只能是空中樓閣。“目前能滿足各類緊急事件處置要求的應急系統還比較少見，比較普遍的還是各個主管部門面對自身需求建設的應急系統。”中地數碼集團副總裁、中國地質大學(武漢)教授曾文在接受記者采訪時表示，原因同樣是目前城市各政府部門的數據共享和協同還存在問題，“未來有兩方面的趨勢，一是基于統一的共享服務平臺集成行業應用，通過行業功能和專題數據的聚集和擴展，形成滾動式發展，逐步形成集中處置、全面協同的城市應急系統;二是通過深入研究和應用人工智能、專家系統、空間數據挖掘等關鍵技術，提高系統智能，為正確決策和快速響應提供支撐”。
遠程的“現場”管理
城市的發展讓管網結構變得日益復雜，相應地讓給水管理部門的脈門——給水管網閥門管理變得更加復雜。閥門在管網運行中起著調節壓力、流向、流速 ，控制停水等重要作用。做好閥門巡檢工作，是做好閥門運行管理工作的前提，對于提高搶修速度，提高供水部門的社會經濟效益具有重要作用。
10月31日上午，泉州中心市區泉秀街運通路口一帶路面被淹，周邊數千住戶、商家停水，數千噸水白流，原因是某施工單位在開挖路面埋設地下通信電纜時，將一自來水管挖斷，閥門遲遲找不到。泉州自來水公司搶修隊黃師傅介紹，自來水公司在建設地下自來水管道時，分別在市區各主、次干道兩側建設了許多控制閥門。但是，在近幾年的房地產開發、主次干道拓寬改造及相關部門在進行地下管網建設過程中，一些施工單位擅自移動這些閥門，從而給市區自來水管道搶修、維護工作帶來嚴重不便。
&nbs[FS:PAGE]p; 如何提升閥門檢修工作人員的工作效率，提升現場工作管理水平，提高對在外工作人員監管的技術能力，消除業務部門與現場工作人員數據交換的瓶頸，是目前城市供水部門亟需解決的問題。移動GIS技術恰恰能為以上問題提供解決方案。它可打破原有管理方式，讓給水管網閥門管理上升到一個新的臺階。事實上，GIS技術已經廣泛用于城市管網中，它的空間分布可視化和海量信息存儲管理能力為城市管網高效運營和科學決策提供了有效工具。
在閥門管理方面，通過 GIS 系統的統計功能，可以方便地按口徑、規格、型號、安裝年代及分布區域統計出閥門的數量，管理部門可以較全面地從總體上把握閥門的現狀，為其編制周密可行的閥門計劃提供依據。移動GIS結合GPS、3G網絡可為其巡檢工作提供高效、便捷、穩定的技術手段。王偉介紹說，通過閥門巡檢管理及應用平臺，閥門管理部門與閥門巡檢現場工作人員可以實現數據交換，解決現場工作人員的困難;管理人員通過系統可實現對閥門巡檢工作現場的實時監管與控制，可以有效提高對工作人員的管理能力、對工作現場的監控和管理能力，提升現場工作管理水平。
另外，在巡檢工作中，現場工作人員利用移動GIS和GPS以及 3G無線數據網絡，將現場數據、圖像和視頻等信息實時傳送到后臺管理平臺，系統后臺應用系統將自動匯總和存儲這些信息，閥門管理人員可以通過后臺管理應用系統直接監督、查看各項工作當前的情況，了解項目工程的分布與實時進展，并可對各種數據進行匯總分析，查看分析結果，輔助決策，提高現場工作效率。
警用GIS迅速定位嫌疑人
警用地理信息系統(PGIS)在我們的城市生活中發揮著越來越重要的作用。
有三個電話號碼，誰都不想打，但一旦需要打就希望越快接通越好。這三個號碼就是110、119、122。與過去報警者一般都不能很好描述自己的位置而延誤出警不同了，現在的警用GIS可自動獲取報警者位置，提高出警速度。
除了定位功能，警用GIS正在走向智能化。比如，現在發生危險性爆炸時，警用GIS系統會自動把周邊的資源、所需要的物資材料在什么地方、怎么調度形成一整套的方案，智能化地提供給指揮員。另外，犯罪分子非常狡猾，不斷更換自己的手機等[FS:PAGE]消息。警用GIS通過對犯罪嫌疑人軌跡分析，對犯罪嫌疑人的手機軌跡、手機的通話頻率分析，能快速檢索出其平時住在什么地方、工作在什么地方，迅速精確定位，找到犯罪嫌疑人。
可視化也是警用GIS的重要發展趨勢。過去很多信息都是要靠圖文方式展現，現在則可以通過視頻方式，把所有信息都集中在一個監視屏幕上。比如，一個嫌疑犯開車逃逸，警用GIS會自動計算其逃逸的可能方向，并把攝像頭切換到相應位置，在1公里、2公里處部署堵、卡線，實現自動化追捕。
警用GIS在保護市民財產和生命安全、維護城市安全穩定方面正在發揮越來越重要的作用。值得一提的是，占我國警用GIS市場70%份額的公司是收購山海經緯后的方正國際軟件有限公司。
2011年10月26日，方正國際宣布正式完成對山海經緯旗下全部資產收購，與原有相關業務整合成立公安與地理信息事業部，山海經緯原董事長周大良出任方正國際董事、副總裁兼公安與地理信息事業部總經理。
山海經緯是國內最早從事警用地理信息系統建設的公司之一。為滿足地理信息系統建設的數據采集與制圖、建庫與管理、共享與服務、搭建與應用的需要，山海經緯成功開發擁有自主知識產權的四大系列產品線，即山海易繪EzMap、山海易繪EzSpatial、山海易繪EzService、山海易繪EzBuilder系列產品，形成數字制圖、數據整合集成、服務、應用定制等方面強大的技術與市場優勢。
周大良曾在接受記者采訪時介紹，他們在項目實施過程中，引進了Web組件的思想，將一些較為成熟的應用模塊進行封裝，形成了一個個功能相對獨立的組件，這些組件最大的特點就是通用性很強，類似共享服務平臺上的一個個小零件。
鏈接 技術趨勢：GIS新思維為數字城市建設提供新動力
如今，GIS越來越普及，人們對地理空間進行可視化表達方面所帶來的價值有了更多的認知，接受度大大提高。而在業內外陶醉于GIS越來越“酷”而“炫”的時候，Esri提出了地理設計(GeoDesign)的理念，倡導將地理和設計通過GIS的方法和手段結合起來。這不僅能夠讓我們輕松了解地理環境，而且還可以對它進行設計，更重要的是能夠對設計的構思進行及時的反饋和評估比較。
&nbs[FS:PAGE]p; 這是一種更加靈活、深入和主動的地理設計方法，目前這個方法正通過GIS中的一系列新工具逐步實現落地。最新的ArcGIS集成了網絡協作、情景管理、設計迭代、數據共享等工具，正在發展成為一個完整的GeoDesign平臺。
曾在2010年Esri全球用戶大會上發表主題演講的著名的TED大會創始人理查德·沃爾曼(Richard Saul Wurman)，自上世紀70年代發明“信息架構”(Information Architecture)一詞以來，一直致力于探索“讓信息可以被理解”的各種方式和方法。 Wurman說：“信息架構師是把數據的內在模式加以組織，使復雜的事情變得清晰，構建信息結構或地圖，讓人們找到通往知識的途徑。”由此，他強調“了解先于行動”(understanding precedes action)。我們在具體做出各種規劃決策之前，的確需要更多地了解客觀世界的運行方式，看看這個決策可能帶來的結果是否為我們所期望，以便及時做出必要的調整。
地理設計要發揮上面所說的作用，核心在于其為規劃、決策者提供超強交互工具的同時，將后臺強大的數據庫和領域模型(規則)關聯起來。通過數據庫和領域模型(規則)的支撐，規劃者的思路和設想能夠及時地被評估并得到反饋，決策者才能對多種不同的規劃思路和設想進行定量的比較和抉擇。這是地理設計和通常意義上的設計軟件最為本質的差異所在。
現在，有地方政府將大量的經費和人力物力投入三維數字城市的建設項目，最終得到的，的確是一個美輪美奐的“三維”虛擬城市。但是，這個結果往往是“靜態的”、“固化的”“作品”，貌似高科技的東西，實際上是“勞動密集型”的手工成果，做出來后，可看、好看，卻難于統計、沒法分析，后續的作用有限。其癥結就在于這些“做”出來的城市建設要素與動態的空間數據庫缺乏關聯，也沒有動態的規劃和設計規則與之對應。這樣的成果，難以在支撐城市規劃設計、審批和監督執行等工作中發揮更大的作用，為決策者提供的輔助能力也十分有限。
Esri新收購并正在進行產品整合的CityEngine三維建模軟件，正是在空間數據庫關聯和規則驅動建模這兩方面具有很強的能力，為規劃設計人員和政府決策者提供了很好的工具平臺和支撐環境。這使得地理設計(GeoDesign)的實現又往前邁進了一大步。 (本文作者系Esri中國(北京)有限公司副總裁、首席咨詢專家 蔡曉兵)
&n[FS:PAGE]bsp; 鏈接：警用GIS案例
蕪湖PGIS實現公安業務“一張圖”
去年年底，蕪湖市公安局PGIS(警用地理信息系統)平臺超圖版正式通過公安部的評審驗收。該項目使用超圖軟件SuperMap GIS作為PGIS底層基礎GIS軟件，形成了統一的警用地理信息數據庫建設規范、數據標準、數據采集更新規范，進行PGIS平臺的安裝部署、三庫建設和業務GIS應用的開發，自下而上分為數據層、信息服務層和應用層三個層次。
同時，項目還與本地的業務應用系統、GPS及視頻監控等技術系統進行對接，并實現了全國聯網應用。在指揮調度、人口管理、治安管理、刑事偵查、消防、交管等業務領域，各部門分別基于PGIS平臺進行了業務應用系統的新建或改造，實現了主要業務信息上圖，使得工作變得更加直觀、有效。
目前，項目已完成了蕪湖市公安局PGIS平臺軟、硬件環境的搭建，建設了全市警用地理信息數據庫、標準地址庫、業務地理關聯庫，安裝部署了PGIS1.5超圖版并上線運行，實現了和其他示范城市PGIS平臺的互聯互通。同時，結合蕪湖公安業務實際需求和公安部總體要求、部頒標準，項目還集成、開發了多個業務應用系統，為促進GIS與公安業務應用結合、加快警務地理信息系統平臺建設做出了有益探索，積累了豐富經驗。
指揮調度應用
可視化指揮調度系統包括GPS定位、視頻監控和方預案制作工具等功能模塊。通過與GPS服務的關聯，實現警用車輛分布顯示，車輛、人員信息的查詢，車輛周邊信息查詢;通過GPS設備定位到警力的具體位置,可以進行語音呼叫及發送短消息，并支持GPS實時監控、GPS軌跡回放、單屏及多屏監控。利用開發的方預案制作工具，可在電子地圖上快速制作或生成線路規劃、各警種警力部署、應急措施等方預案，從而實現了對方預案的歸檔管理，并可以隨時進行調整，以及迅速打印出來，下發各單位立即進行工作部署。
以接處警指揮調度系統和視頻監控系統為例。接處警指揮調度系統調用服務端的實時信息，主動分發服務中提供的服務接口，以實現對所有警力(警員、警車、定位終端)進行管理、查詢、定位、統計、監控、顯示等功能。所有的警力資源將會在地圖上實時顯示，可以方[FS:PAGE]便地查看任何一個警力資源的屬性，實時監控警力資源。當報警人通過固定電話、手機進行報警時，通過地址匹配后，在接、處警工作臺地圖上進行自動高亮定位顯示報警人的具體位置，并協助指揮人員快速布警出警。
視頻監控系統可根據組織機構分類攝像頭及數量，對地圖上定位的攝像頭有視頻查看及周邊查詢功能，從而能夠利用可視化指揮平臺驅動，將各個警種、各類資源進行協同，全程監控，全程指揮，滿足公安干警對突發事件的事前預防、緊急事件的事中監控、安全事故的事后處置等一系列安全指揮調度需求，構建一個具有高質量、高效率、智能化的音視頻實時交互的指揮調度應用平臺。
警務綜合應用
主要包括綜合查詢系統、社區管理子系統、重點人員管控、案事件分析、卡口系統、流動人員分析、案事件分析、重防區域分析、案發軌跡分析、犯罪熱點分析、案情評估、犯罪帶分析等子系統。
這些子系統覆蓋了警務工作需求的各個方面，主要包括數據采集和標注功能應用、動態警力監控管理功能應用、警力資源空間查詢功能應用、網上視頻督查功能應用、治安視頻監控圖像調用、治安卡口車輛查控應用、人口場所信息關聯查詢應用、可視化統計分析功能應用、動態柵格地圖服務、社會資源跟蹤監控、固定電話及手機定位。
數據管理應用
由統一用戶權限管理、數據交換子系統、標準地址庫管理子系統、地理信息采集一系列子系統組成。該系統遵循警用地理信息相關標準，按要求建設警用地理信息數據庫、標準地址數據庫、業務關聯數據庫，建立數據采集、更新和維護的長效機制。
現在，蕪湖市警用地理信息系統已投入正式運行，超圖軟件公司負責對應用系統進行例行檢查。經過持續改進和完善，系統目前在功能、業務流程及運行性能等方面均已實現成熟應用。通過對該系統的應用，蕪湖市公安系統在應急處理、指揮調度等方面的指揮決策效能和警務實戰效能顯著提高，在警務業務管理、數據服務等方面的效能也都得到了提升，大大增強了公安系統開展基層工作、動態防控和偵查破案等的能力，全局警情的統計分析能力也顯著增強。