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傳統的地理信息系統應用包含了制圖、測量、監測、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。地理信息系統技術誕生至今，已經在城市規劃、國土管理、環境保護、公共安全等領域的數據分析和決策輔助方面發揮了重要的作用。現在，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，智慧城市受到行業內外的廣泛關注，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實現智慧化的動力與必然性。
什么是智慧？根據《辭海》的解釋，智慧是“對事物認識、辨析、判斷處理的能力和發明創造的能力”，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、處理和創新的高級城市形態。智慧城市時空信息云的基礎是時空數據建設，如何從數據到智慧，我們可以通過地理事實的認識來了解這一發展趨勢。一般地，人類把對事實的認識程度分為4個層次，即從下至上的數據、信息、知識和智慧。
智慧是建立在豐富知識基礎上，能夠辨別和判斷真偽、對錯、好壞的能力，它表現為洞察力和判斷能力，能夠在海量數據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（數據—信息—知識—智慧）模型中唯一不能用工具直接實現的。
從事實的數據化到決策的智慧化，是一個建立在數據之上，通過對數據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生智慧，從而實現正確的決策和創造。隨著數據向信息、知識和智慧的發展，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據、信息以及知識。
進入新世紀后，隨著高分辨率衛星、激光雷達、攝影測量和傳感器等新技術的飛速發展，不同領域獲得的地理空間數據越來越多，數據中蘊含的信息廣度和深度也不斷擴展，直接導致相關業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新。《第四范式：數據密集型科學發現》一書中指出：“通過高分辨率數據與高保真數據的獲取，環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”，通過及時的時空數據的獲取，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境中”。GIS的作用已經遠遠超出了電子地圖的范疇，其強大的基于空間維度的數據分析和數據挖掘功能，能夠發現事物之間蘊含的各種關系、空間分布規律和演變趨勢，從而幫助用戶制定出更加智慧的決策。
在大數據的基礎上，針對于數據的應用方法也在創新，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為我們眼中能夠看到的存在的過程。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，使設計與自然系統更加緊密地聯系在一起。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應用專業化的禁錮，使得非專業用戶的開發和使用變得更加便捷，有力地促進了新地理學的發展。新地理學是指借助一系列地理學工具和技術，讓非專業用戶創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，它是一個網上地圖協作計劃，其目標是創造一個內容自由且能讓所有人編輯的世界地圖，其數據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，人類在已經擁有的海量數據和信息上正在逐漸加深對我們生活的地球的了解，以實現“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、遙感和全球定位系統等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，通過互聯網、物聯網、無線網絡和其它現代通訊網絡技術，向智慧城市中的人、系統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境進行認識、辨析和判斷決策，并在此基礎上實現發明創新，推動城市的結構轉型和可持續發展。
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