傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用包含了制圖、測量、監(jiān)測、建模和管理5種活動,是認(rèn)識地理空間中各種事實(shí)的有效工具之一。地理信息系統(tǒng)技術(shù)誕生至今,已經(jīng)在城市規(guī)劃、國土管理、環(huán)境保護(hù)、公共安全等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析和決策輔助方面發(fā)揮了重要的作用?,F(xiàn)在,隨著國家測繪地理信息局提出建設(shè)智慧城市時(shí)空信息云平臺,智慧城市受到行業(yè)內(nèi)外的廣泛關(guān)注,它需要我們更加深入地了解智慧的概念以及測繪地理信息行業(yè)實(shí)現(xiàn)智慧化的動力與必然性。
什么是智慧?根據(jù)《辭?!返慕忉?,智慧是“對事物認(rèn)識、辨析、判斷處理的能力和發(fā)明創(chuàng)造的能力”,從詞源上解釋,可以認(rèn)為它是一種對城市中存在的各種關(guān)系能夠更深刻地認(rèn)識、了解、判斷、處理和創(chuàng)新的高級城市形態(tài)。智慧城市時(shí)空信息云的基礎(chǔ)是時(shí)空數(shù)據(jù)建設(shè),如何從數(shù)據(jù)到智慧,我們可以通過地理事實(shí)的認(rèn)識來了解這一發(fā)展趨勢。一般地,人類把對事實(shí)的認(rèn)識程度分為4個(gè)層次,即從下至上的數(shù)據(jù)、信息、知識和智慧。
智慧是建立在豐富知識基礎(chǔ)上,能夠辨別和判斷真?zhèn)?、對錯(cuò)、好壞的能力,它表現(xiàn)為洞察力和判斷能力,能夠在海量數(shù)據(jù)或信息中進(jìn)行正確的決策,并給出一種或幾種可行的解決方案,智慧用于解決為什么這一層次的問題,即問題發(fā)生的原因和實(shí)質(zhì)。智慧提出的問題是還沒有答案的,與前三個(gè)階段不同,智慧關(guān)注的是未來,是試圖理解過去未曾理解的東西,是DIKW(數(shù)據(jù)—信息—知識—智慧)模型中唯一不能用工具直接實(shí)現(xiàn)的。
從事實(shí)的數(shù)據(jù)化到?jīng)Q策的智慧化,是一個(gè)建立在數(shù)據(jù)之上,通過對數(shù)據(jù)的遴選和甄別獲得信息的過程;通過對信息的掌握獲得知識;再運(yùn)用長期積累的知識產(chǎn)生智慧,從而實(shí)現(xiàn)正確的決策和創(chuàng)造。隨著數(shù)據(jù)向信息、知識和智慧的發(fā)展,人類理解的深度在不斷增加,需要考慮的上下文范圍也在擴(kuò)大,這需要更多地占有和理解數(shù)據(jù)、信息以及知識。
進(jìn)入新世紀(jì)后,隨著高分辨率衛(wèi)星、激光雷達(dá)、攝影測量和傳感器等新技術(shù)的飛速發(fā)展,不同領(lǐng)域獲得的地理空間數(shù)據(jù)越來越多,數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的信息廣度和深度也不斷擴(kuò)展,直接導(dǎo)致相關(guān)業(yè)務(wù)決策和管理的復(fù)雜性程度不斷提升,直接推動了新應(yīng)用模式和研究方法的創(chuàng)新?!兜谒姆妒剑簲?shù)據(jù)密集型科學(xué)發(fā)現(xiàn)》一書中指出:“通過高分辨率數(shù)據(jù)與高保真數(shù)據(jù)的獲取,環(huán)境科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的密切合作為科學(xué)研究提供了一種全新的、更好的方法”,通過及時(shí)的時(shí)空數(shù)據(jù)的獲取,能夠使“科學(xué)家、政府及公眾更好地理解并安全地生存在他們的環(huán)境中”。GIS的作用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了電子地圖的范疇,其強(qiáng)大的基于空間維度的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘功能,能夠發(fā)現(xiàn)事物之間蘊(yùn)含的各種關(guān)系、空間分布規(guī)律和演變趨勢,從而幫助用戶制定出更加智慧的決策。
在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,針對于數(shù)據(jù)的應(yīng)用方法也在創(chuàng)新,如地理設(shè)計(jì)理論被提出。作為一種主觀能動的活動,設(shè)計(jì)是將思考意圖和目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀冄壑心軌蚩吹降拇嬖诘倪^程。地理設(shè)計(jì)是通過技術(shù)人員的智慧,將地理分析引入與空間地理因素相關(guān)設(shè)計(jì)過程之中,使設(shè)計(jì)與自然系統(tǒng)更加緊密地聯(lián)系在一起。在這一方法中,GIS不只是一種輔助工具,其功用貫穿在項(xiàng)目的整個(gè)生命周期,縮短了設(shè)計(jì)調(diào)整的時(shí)間,是設(shè)計(jì)過程的組成部分,即設(shè)計(jì)決策的輔助者和決策結(jié)果的表現(xiàn)者。
與此同時(shí),GIS也變得更加普適化和大眾化,并為此制定了許多開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),突破以往GIS應(yīng)用專業(yè)化的禁錮,使得非專業(yè)用戶的開發(fā)和使用變得更加便捷,有力地促進(jìn)了新地理學(xué)的發(fā)展。新地理學(xué)是指借助一系列地理學(xué)工具和技術(shù),讓非專業(yè)用戶創(chuàng)造和分享彼此制作的地圖,來改善、傳播和增進(jìn)他們彼此對位置知識的理解,以此集合眾人的智慧。在新地理學(xué)的實(shí)踐中,以O(shè)SM(OpenStreetMap,開放街道地圖)為代表,它是一個(gè)網(wǎng)上地圖協(xié)作計(jì)劃,其目標(biāo)是創(chuàng)造一個(gè)內(nèi)容自由且能讓所有人編輯的世界地圖,其數(shù)據(jù)可以供所有用戶自由使用。
隨著技術(shù)的進(jìn)步和人類對時(shí)空信息認(rèn)識觀念的深刻變革,人類在已經(jīng)擁有的海量數(shù)據(jù)和信息上正在逐漸加深對我們生活的地球的了解,以實(shí)現(xiàn)“智慧化”的認(rèn)識與管理。因此,智慧城市時(shí)空信息云可以看作是以地理信息系統(tǒng)、遙感和全球定位系統(tǒng)等3S技術(shù)為基礎(chǔ),以信息安全技術(shù)為支撐,以空間云計(jì)算技術(shù)為動力,通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)和其它現(xiàn)代通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù),向智慧城市中的人、系統(tǒng)及其它應(yīng)用提供基于實(shí)時(shí)位置的地圖瀏覽、查詢、檢索、分析和挖掘等復(fù)雜信息服務(wù)的一種應(yīng)用體系,其目的是使用戶能夠更便捷地對自己生活的環(huán)境進(jìn)行認(rèn)識、辨析和判斷決策,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)發(fā)明創(chuàng)新,推動城市的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。