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智慧城市总是在不停地强调智慧这个名词，什么是智慧？ 根据《辞海（第6版）》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”，因此， 如果从词源上解释“智慧城市”， 可以认为它是一种对城市中存在的各种关系能够更深刻认识、 了解、判断、处理和创新的高级形态， 但它必须依托在城市信息化的基础之上。 没有海量和可靠的数据，这一切就将是无源之水、无本之木。
作为数字城市的重要基础设施， 地理信息系统将如何与数字城市一同走入智慧化呢？ 我们可以通过对地理事实的认识来了解这一发展趋势。 一般而言，人类把对事实的认识程度分为四个层次（DIKW认知体系）， 即从下至上的数据（data）、信息（information）、 知识（knowledge）和智慧（wisdom）。
（1）数据：是知识表达的基础层， 它通常被认为是一组未经过加工经验的观察值和事实， 通过数值、文本或符号等方式被标记， 用于记录观察者通过感觉或仪器获得的自然界的客观参数 （当然并不一定正确或精确），它本身并没有语义存在， 如一幅航拍的地面照片就是数据， 但这幅航片的内容及其要表达的问题，则需要判读人员进一步分析和提取。
（2）信息：是通过对数据的选择、组织和构建， 为特定使用目的而做的准备，它不再是纯粹的记录， 而是具备属性标记，用于解决“4W”问题，即问题是什么（what）、 问题涉及哪些人（who）、问题发生在什么时间（when）和 问题发生在什么地方（where）。信息熵理论认为信息是离散 随机事件的出现概率，它用于消除人们对事物的不确定性。 我们可以认为信息是语义化后的数据，如经过解译后的航片， 就能从中获得具体的信息。信息的生产成本是昂贵的， 但其数字化后的分发和使用却便宜得多，这得益于信息介质成本的剧降。
（3）知识：是信息经过解释后的增量内容，它是通过观察、 思考和决策后获得的一组事实和观察，用于解决“how”问题， 即如何解决问题。知识的传播有两种方式，一种是成文型知识， 能够通过形式化的记录让他人阅读获得，另一种是经验知识， 它更多取决于个人的经历、专业、背景和需要， 这部分知识的掌握和传递比较困难。 例如有大量判读经验的专家能够一眼看出航片中 出现的问题而无须借助仪器，这就需要知识来辅助决策。
（4）智慧：是建立在丰富知识基础上，能够辨别真伪、 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。因此， 智慧是用于解决“Why”层次的问题， 即问题发生的原因和实质是什么。 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， 并且智慧是人类所特有的，是DIKW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，是一个从下至上的复杂过程， 它建立在数据之上，通过对数据的遴选和甄别获得信息； 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（context） 范围也在扩大，这需要更多地占有和理解数据、信息及知识。
传统的GIS应用是一个“5M”过程，它包含了测量（measurement）、 制图(mapping）、监测（monitoring）、建模（modeling）和管理 （management）这五种活动，而现在GIS（包括RS和GNSS） 已经成为认识地理空间中存在的各种事实的最有效工具之一， 它包含了获取数据、分析数据（信息）、 形成地理知识并辅助用户决策（智慧）的全过程。 GIS从1960年代诞生至今，已经在城市规划、国土管理、 环境保护、公共安全等诸多领域的数据分析、 知识管理和决策辅助方面发挥了重要的作用。
进入21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， 为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程度不断提升。 为了应对这些新的挑战，使GIS在自然界和人类社会的 和谐共存中发挥更大的作用，国际GIS学界和业界的 相关人士从不同的角度出发，召开了一系列研讨会， 开始共同推动“地理设计(GeoDesign)”理论、概念和工具的发展。 哈佛大学CarlSteinitz教授为地理设计给出了一个定义：
地理设计是通过设计来改变地理环境。
设计是一种主观能动的活动，是将人们的思考意图和目标转变为 人们眼中能够看到的存在的过程。地理设计是将地理分析引入了 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， 它将地理环境因素与设计过程结合起来，为地理规划和决策创造出 一套系统性的方法论和工具集。在这一愿景中，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。
因此，随着GIS在不同行业和领域应用的逐渐深化， GIS的作用已经远远超出了传统电子地图的范畴， 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，从而帮助用户制订出更加智慧的决策。
与此同时，GIS也变得更加普适化和大众化， 许多国家和标准化组织也制订了许多技术标准， 如GeoRSS、keyhole标记语言(KML)和Miciroformats等 用于连接不同类型的用户，突破以往GIS应用专业化的禁锢， 使得非专家用户的开发和使用变得更加便捷， 有力地促进了新地理学（neogeography）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，并以此集合众人的智慧。 在新地理学的实践中，以开放街道地图（OpenStreetMap，OSM）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。OSM的地图由用户根据手持GPS设备、 航片数据、卫星图像和其他方式获得的地理知识来实现绘制， 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基础上正在逐渐加深对地球的了解， 以实现智慧化的认识与管理。因此，所谓智慧的空间位置 （smart space location），可以看作是以地理信息系统 (GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)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、无线网络和其他现代通信网络技术， 向智慧城市中的人、系统及其他应用提供基于实时位置 （包括二维、三维和时空四维）的地图浏览、査询、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。