三維地圖：智“繪”武漢

本刊記者｜姜紅德

武漢市在互聯網上發布了“數字東湖”三維模型，宣傳景區環境與設施，吸引旅游，提升景區知名度

2013年3月12日，國家科技部批復了武漢市等多家城市作為智慧城市試點，從而拉開了建設智慧城市的帷幕。據武漢市經信委巡視員李協軍介紹，作為數字城市向智慧城市飛躍的基礎之一，武漢市早就集中建設了數字武漢空間平臺，集成了全市空間信息資源，實現了城市數字地圖從二維向三維的技術提升。2013年7月，武漢智慧時空云信息平臺通過專家驗收，采用云計算、大數據、虛擬化等技術搭建總體框架，實現了公有云和私有云的結合，包括基礎設施、服務平臺層、數據層、軟件服務層、時空數據庫層等多個體系以及10多個應用平臺，包括應急、交通、反恐、防災、國土資源規劃等領域，為智慧武漢提供了支撐服務。

三維數字地圖發展迅速

“三維數字城市”是城市地理信息和其他城市信息結合并存儲在計算機網絡上，能供遠程用戶訪問的一個“虛擬城市”，“虛擬城市”采集的信息內容包括各棟大樓、湖泊、綠地、道路的三維全景外觀。

“在數字武漢上看到的武漢與你現實中看到的基本沒差別”，據武漢市國土規劃局信息中心總工程師彭明軍介紹，國內或外國游客來武漢，可以把自己辦事、觀光的地點輸入城市三維地圖，得到一個路線，自助式完成在漢旅游。通過將城市時空信息數字化，建立城市的三維虛擬環境，對城市空間要素進行多維信息管理，可以數字再現城市發展歷史、展示城市發展形象和未來分階段發展藍圖，宣傳城市旅游。同時，通過輔助景區重點項目和重點工程的規劃審批，提高武漢景區規劃決策的科學性和效率，維護景區良好公共空間的可持續性建設，提高建設項目與環境的適應性，增強了項目的獨特個性。比如武漢市在互聯網上發布了“數字東湖”三維模型，宣傳景區環境與設施，吸引旅游，提升景區知名度，對開展網上招商引資工作，促進景區經濟發展提供了一個數字化互動平臺。

近年來，武漢市國土規劃局著力描繪智慧城市藍圖，為“十二五”期間武漢實現跨越發展、促進幸福城市建設積極服務。據了解，武漢市三維數字地圖系統建設可歸納為“一套標準、兩個平臺、三項研究和四張圖”。“一套標準”，即三維數字地圖系統建設的技術規程和三維模型建設標準。在三維模型建設標準的基礎上，編制完成并發布了國家行業技術標準《城市三維建模技術規范》，該標準是全球首個實用的三維模型建設標準。“兩個平臺”，即三維集成管理平臺和三維決策支持系統。一個實現海量三維模型數據的集成管理；一個實現城市建設活動的三維再現。“三項研究”，即關鍵技術研究、應用技術研究和運行機制研究。“四張圖”即框架模型、基礎模型、標準模型及精細模型。第一張圖主要反映地形地貌，由DEM、DOM、體塊及地名數據庫構成；第二張圖是基礎模型，建筑分辨率在1.5～2.0米，基本反映建筑外觀，主要用于表現城市基本現狀；第三張圖是標準模型，建筑分辨率在1.0米左右，主要表現城市重點地區和新建地區景觀；第四張圖是精細模型，建筑分辨率為0.3～0.5米，主要用于表現城市標志性建筑、歷史建筑等。

目前，武漢市已完成了8494平方公里市域框架模型和主城區525平方公里精細模型，三環線內基本全覆蓋，并逐步向開發區、遠城區延伸。同時，還開展了城市重點區域、節點等地下空間三維模型建設工作，實現了地上、地下空間三維模型的一體化管理。

為智慧城市提供空間數據服務

武漢市用了數年時間，建立起服務于城市規劃設計與審批，城市建設和運營管理的二三維數字城市信息平臺。利用平臺有豐富的數據、直觀的表達和開放性，可以為相關的領域如應急方面、城市交通、網絡化管理、數字林業、國土資源提供了空間數據服務。

三維地圖是智能交通管理中最重要的基礎，智能交通系統的大部分信息都需要在地圖中顯示，包括車道、街道設備、車輛(加裝車載定位裝置或由監控攝像頭拍攝)的位置信息。三維地圖可以將交通線路、周圍環境甚至是駕駛員視角信息展現到交通管理部門或是車輛駕駛員處。管理部門可根據道路擁堵情況，動態調節路口紅綠燈變換時間、臨時改變車道通行方向以減少道路使用的不平衡性，滿足交通需求，并通知駕駛員各道路的擁堵情況、給予選路建議；車輛駕駛員可通過車載的道路狀況顯示裝置獲得實時路況信息，合理安排道路選擇。從而最大化發揮城市道路的使用能力，提高通行效率。

三維地圖也是現有導航地圖最好的升級方向，現有導航地圖主要是平面地圖，配以文字說明，但對于進入陌生地段的駕駛員，由于地形不熟，尤其是在道路復雜，岔道密集的地區，僅靠平面圖像和文字說明往往找不到正確的道路。三維地圖不僅顯示道路信息，還可以將沿線樓宇、交通指示裝置或是特殊景物(數目、山石等)以立體圖像的形式展現出來，從而使駕駛員更容易通過這些道路環境的圖像信息，找到正確的道路。

據介紹，武漢正在研制智能交通系統，在實際應用中做對比實驗：兩輛車同時從東湖路出發，目的地為漢陽國際博覽中心，兩車行至長江大橋時，遭遇車輛滯留。其中一輛車通過路口交通誘導屏得知前方車流量大，采取繞行江城大道，而另一輛車仍沿最短路線行駛。最后結果是繞行車輛率先到達目的地，相比未繞道車，雖然多行駛8公里，但油耗相當，并早到20分鐘。另根據交管部門的科研數據顯示：通過智能交通系統實施實時路況誘導，車速普遍提升10%，平均行車時間則下降近10%。智能交通在緩解道路擁塞，提高車輛出行效率上有較好的應用結果。

武漢市城市規劃信息中心主任李宗華介紹，武漢市的三維數字城市建設及其應用已經初見成效，但是三維數字城市技術還在不斷發展，還有許多關鍵技術有待突破。首先是軟件平臺問題，既要滿足大范圍、大場景的海量數據管理的需要，又要滿足精細化、多樣化的需求。其次，是快速建模問題，要研究一種簡單、快速、高效的建模技術方法，以適應三維數字城市快速建設和更新的需要。第三，是三維分析工具問題，要深化三維數字城市技術在各部門、各行業的應用，就必須研究開發功能強大的三維分析工具。這些都需要在今后的工作中進行研究和攻關。

2014年1月，武漢市國土規劃局信息中心被授予“中國智慧云時空信息平臺”創新獎。據了解，智慧武漢云時空信息平臺采用云計算的思想，依托城市三維地理空間信息數據，集成城市傳感網所獲取的城市運行時空信息和相關信息。目前平臺已在智慧社會綜合管理與服務、智慧國土規劃、建設工程生命周期管理、基于時空人口數據的公共服務設施規劃對策研究等領域開展了應用，各項應用已經走在了國內同行前列。