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传统的地理信息系统应用包含了制图、测量、监测、建模和管理5种活动，是认识地理空间中各种事实的有效工具之一。地理信息系统技术诞生至今，已经在城市规划、国土管理、环境保护、公共安全等领域的数据分析和决策辅助方面发挥了重要的作用。现在，随着国家测绘地理信息局提出建设智慧城市时空信息云平台，智慧城市受到行业内外的广泛关注，它需要我们更加深入地了解智慧的概念以及测绘地理信息行业实现智慧化的动力与必然性。
什么是智慧？根据《辞海》的解释，智慧是“对事物认识、辨析、判断处理的能力和发明创造的能力”，从词源上解释，可以认为它是一种对城市中存在的各种关系能够更深刻地认识、了解、判断、处理和创新的高级城市形态。智慧城市时空信息云的基础是时空数据建设，如何从数据到智慧，我们可以通过地理事实的认识来了解这一发展趋势。一般地，人类把对事实的认识程度分为4个层次，即从下至上的数据、信息、知识和智慧。
智慧是建立在丰富知识基础上，能够辨别和判断真伪、对错、好坏的能力，它表现为洞察力和判断能力，能够在海量数据或信息中进行正确的决策，并给出一种或几种可行的解决方案，智慧用于解决为什么这一层次的问题，即问题发生的原因和实质。智慧提出的问题是还没有答案的，与前三个阶段不同，智慧关注的是未来，是试图理解过去未曾理解的东西，是DIKW（数据—信息—知识—智慧）模型中唯一不能用工具直接实现的。
从事实的数据化到决策的智慧化，是一个建立在数据之上，通过对数据的遴选和甄别获得信息的过程；通过对信息的掌握获得知识；再运用长期积累的知识产生智慧，从而实现正确的决策和创造。随着数据向信息、知识和智慧的发展，人类理解的深度在不断增加，需要考虑的上下文范围也在扩大，这需要更多地占有和理解数据、信息以及知识。
进入新世纪后，随着高分辨率卫星、激光雷达、摄影测量和传感器等新技术的飞速发展，不同领域获得的地理空间数据越来越多，数据中蕴含的信息广度和深度也不断扩展，直接导致相关业务决策和管理的复杂性程度不断提升，直接推动了新应用模式和研究方法的创新。《第四范式：数据密集型科学发现》一书中指出：“通过高分辨率数据与高保真数据的获取，环境科学与计算机科学的密切合作为科学研究提供了一种全新的、更好的方法”，通过及时的时空数据的获取，能够使“科学家、政府及公众更好地理解并安全地生存在他们的环境中”。GIS的作用已经远远超出了电子地图的范畴，其强大的基于空间维度的数据分析和数据挖掘功能，能够发现事物之间蕴含的各种关系、空间分布规律和演变趋势，从而帮助用户制定出更加智慧的决策。
在大数据的基础上，针对于数据的应用方法也在创新，如地理设计理论被提出。作为一种主观能动的活动，设计是将思考意图和目标转变为我们眼中能够看到的存在的过程。地理设计是通过技术人员的智慧，将地理分析引入与空间地理因素相关设计过程之中，使设计与自然系统更加紧密地联系在一起。在这一方法中，GIS不只是一种辅助工具，其功用贯穿在项目的整个生命周期，缩短了设计调整的时间，是设计过程的组成部分，即设计决策的辅助者和决策结果的表现者。
与此同时，GIS也变得更加普适化和大众化，并为此制定了许多开放的技术标准，突破以往GIS应用专业化的禁锢，使得非专业用户的开发和使用变得更加便捷，有力地促进了新地理学的发展。新地理学是指借助一系列地理学工具和技术，让非专业用户创造和分享彼此制作的地图，来改善、传播和增进他们彼此对位置知识的理解，以此集合众人的智慧。在新地理学的实践中，以OSM（OpenStreetMap，开放街道地图）为代表，它是一个网上地图协作计划，其目标是创造一个内容自由且能让所有人编辑的世界地图，其数据可以供所有用户自由使用。
随着技术的进步和人类对时空信息认识观念的深刻变革，人类在已经拥有的海量数据和信息上正在逐渐加深对我们生活的地球的了解，以实现“智慧化”的认识与管理。因此，智慧城市时空信息云可以看作是以地理信息系统、遥感和全球定位系统等3S技术为基础，以信息安全技术为支撑，以空间云计算技术为动力，通过互联网、物联网、无线网络和其它现代通讯网络技术，向智慧城市中的人、系统及其它应用提供基于实时位置的地图浏览、查询、检索、分析和挖掘等复杂信息服务的一种应用体系，其目的是使用户能够更便捷地对自己生活的环境进行认识、辨析和判断决策，并在此基础上实现发明创新，推动城市的结构转型和可持续发展。
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