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傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)應用包含了制圖、測量、監(jiān)測、建模和管理5種活動，是認識地理空間中各種事實的有效工具之一。地理信息系統(tǒng)技術誕生至今，已經(jīng)在城市規(guī)劃、國土管理、環(huán)境保護、公共安全等領域的數(shù)據(jù)分析和決策輔助方面發(fā)揮了重要的作用。現(xiàn)在，隨著國家測繪地理信息局提出建設智慧城市時空信息云平臺，智慧城市受到行業(yè)內(nèi)外的廣泛關注，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)實現(xiàn)智慧化的動力與必然性。
什么是智慧？根據(jù)《辭?！返慕忉專腔凼?ldquo;對事物認識、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，可以認為它是一種對城市中存在的各種關系能夠更深刻地認識、了解、判斷、處理和創(chuàng)新的高級城市形態(tài)。智慧城市時空信息云的基礎是時空數(shù)據(jù)建設，如何從數(shù)據(jù)到智慧，我們可以通過地理事實的認識來了解這一發(fā)展趨勢。一般地，人類把對事實的認識程度分為4個層次，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上，能夠辨別和判斷真?zhèn)?、對錯、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)生的原因和實質。智慧提出的問題是還沒有答案的，與前三個階段不同，智慧關注的是未來，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現(xiàn)的。
從事實的數(shù)據(jù)化到?jīng)Q策的智慧化，是一個建立在數(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；再運用長期積累的知識產(chǎn)生智慧，從而實現(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大，這需要更多地占有和理解數(shù)據(jù)、信息以及知識。
進入新世紀后，隨著高分辨率衛(wèi)星、激光雷達、攝影測量和傳感器等新技術的飛速發(fā)展，不同領域獲得的地理空間數(shù)據(jù)越來越多，數(shù)據(jù)中蘊含的信息廣度和深度也不斷擴展，直接導致相關業(yè)務決策和管理的復雜性程度不斷提升，直接推動了新應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)境科學與計算機科學的密切合作為科學研究提供了一種全新的、更好的方法”，通過及時的時空數(shù)據(jù)的獲取，能夠使“科學家、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)遠遠超出了電子地圖的范疇，其強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)事物之間蘊含的各種關系、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)的基礎上，針對于數(shù)據(jù)的應用方法也在創(chuàng)新，如地理設計理論被提出。作為一種主觀能動的活動，設計是將思考意圖和目標轉變?yōu)槲覀冄壑心軌蚩吹降拇嬖诘倪^程。地理設計是通過技術人員的智慧，將地理分析引入與空間地理因素相關設計過程之中，使設計與自然系統(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，其功用貫穿在項目的整個生命周期，縮短了設計調整的時間，是設計過程的組成部分，即設計決策的輔助者和決策結果的表現(xiàn)者。
與此同時，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標準，突破以往GIS應用專業(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，有力地促進了新地理學的發(fā)展。新地理學是指借助一系列地理學工具和技術，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。在新地理學的實踐中，以OSM（OpenStreetMap，開放街道地圖）為代表，它是一個網(wǎng)上地圖協(xié)作計劃，其目標是創(chuàng)造一個內(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。
隨著技術的進步和人類對時空信息認識觀念的深刻變革，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，以實現(xiàn)“智慧化”的認識與管理。因此，智慧城市時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技術為基礎，以信息安全技術為支撐，以空間云計算技術為動力，通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡和其它現(xiàn)代通訊網(wǎng)絡技術，向智慧城市中的人、系統(tǒng)及其它應用提供基于實時位置的地圖瀏覽、查詢、檢索、分析和挖掘等復雜信息服務的一種應用體系，其目的是使用戶能夠更便捷地對自己生活的環(huán)境進行認識、辨析和判斷決策，并在此基礎上實現(xiàn)發(fā)明創(chuàng)新，推動城市的結構轉型和可持續(xù)發(fā)展。
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