測繪技術在智慧城市建設中的實際運用

吳良超 苑洲云

(紹興市上虞區測繪中心，浙江紹興 312300)

0 引言

現階段，智慧城市已經成為一種新型的城市發展理念，并越來越被社會認可。智慧城市是以云計算、物聯網、移動互聯網等信息技術為基礎的，從某種程度上講，是對數字城市的延伸和拓展，能夠實現城市建設過程中的系統優化與資源節約，讓城市運轉更為低碳、高效、方便、快捷。而測繪地理信息作為建設智慧城市的基礎，對數據類型、存儲以及管理等方面都有著更高要求。

1 在智慧城市建設中測繪技術的重要性

1.1 提供智慧城市建設的基礎信息

根據互聯網數據中心的統計報告顯示，全球八成以上的信息都與空間位置有著不可分割的關系。在城市建設的過程中，測繪地理信息是非常關鍵的基礎性信息，是構建地理信息公告平臺的重要內容。在數字城市時期，地理信息主要由地理空間框架提供，而在智慧城市時期，單純的地理空間框架已經無法滿足發展需求，以物聯網、云計算為依托的時空地理信息數據才是建設智慧城市的基礎。

1.2 提供智慧城市建設的感知信息

隨著科學技術的發展，新技術也逐漸在地理信息采集領域發展與運用起來，其所提供的數據更加精確、畫面更加生動，城市地理信息也變得可視化起來，能夠為應用者提供不同時間尺度上地理信息的比較，從而對城市發展變化進行監控，為打造智慧城市提供有利契機［1］。新技術使地理信息由傳統的靜態轉變為動態，已經成為智慧城市建設過程中重要的感知信息。

1.3 提供智慧城市建設的應用支撐

新技術對測繪信息系統的支持為智慧城市的建設提供了源源不斷的數據，現代技術逐漸取代了傳統測繪技術。其中，全球定位系統的精度更高、靈活性更強;遙感數據系統時相與來源更多;地理信息系統擁有更強大的空間分析與現實虛擬能力。三種技術的有機結合形成了一個更加強大的技術體系，能夠及時、準確、快速的處理更新環境與空間信息。

1.4 更有利于城市提升智能化程度

測繪地理信息中的可視化功能能夠將空間分布中的異常變化準確直觀的表現出來。與此同時，行業杰出模型與測繪地理空間分析模塊的融合，能夠將食物的變化規律展現在空間維度上，并準確及時的將分析結果展示出來［2］。除此之外，大數據與空間位置技術的集合，也能夠提升信息發現與提取能力。

2 構建時空信息云平臺

當前的數字城市中，地理空間框架的建設已經在一定程度上實現了數據的共享，在對城市信息化應用的過程中，有著不可忽視的關鍵性作用。然而，時空信息平臺的建設需要地理信息的服務更加豐富、實時、安全、有現勢性，還要對不同部門的不同需求提供相應業務［3］。所以，時空信息云平臺的構建應從以下幾個方面入手，以解決當前存在的實際問題。

2.1 思維方面由共享轉為協作

實際上，地理空間框架信息數據的過程是單向或弱雙向的，而時空信息云平臺的構建需要數據實現雙向的協作與共享，更加形象的說，是從信息化到智慧化的一種跨越。所以，平臺在構建過程中不僅要能夠“走出去”，還需要能夠“引進來”，從而達到雙方共贏，創造出時效更高、質量更高的地理信息服務［4］。

2.2 數據方面由空間轉為時空

在當前已有的行業空間與基礎地理等數據的基礎上，使已有數據的成果更加完善，從而拓展框架數據。與此同時，將不同部門中具備時間維度特質的時空數據與物聯網的相關數據進行科學合理的整合，從而形成大時空數據平臺。

2.3 服務平臺方面由共享轉為智能

在當前已有的地圖與檢索服務的基礎之上，通過機器與人工智能的學習方法，強化挖掘大數據，完善對可視化的研究，從而探索更有針對性的模式與規律，完成更深層次的決策服務。

2.4 一切為服務

軟件即服務與基礎設施即服務是在當前網絡云計算與硬件中存在的服務環境，而升級過程便是將兩者與平臺即服務并重，將平臺編成一個既能夠對時空數據進行存儲，又可以立足于城市的時空數據開發框架，具備綜合化特點。

3 空間數據的提供

3.1 數字航空數碼攝影

隨著圖像控制技術的不斷發展，數字航空攝影的優勢也逐漸顯現出來，有著廣闊的發展前景。當前，航空數碼相機的發展方向主要有兩個:其一為以線陣為方向的傳感器，主要產品代表為ADS40，見圖1;其二為以面陣為方向的傳感器，主要產品代表為UCD。我國也自主研發了如SWDC，TOPDC等航空數碼相機，并逐漸成為我國獲取高分辨率影像的重要設備，與此同時，這設備也為數字城市建設過程中所運用的DSM，DEM，DOM，DLG等提供了重要數據［5］。

3.2 高分辨衛星遙感

進入21世紀以來，擁有高空間分辨率性能的遙感衛星已經逐漸成為當前商業遙感領域中的主流。我國的資源三號衛星是我國現階段最主要的測繪衛星(見圖2)，不僅具有測繪功能，還能夠對資源進行調查，當前主要應用于1∶50 000的基礎地理信息產品的生產，還能夠應用于1∶25 000以及更大比例尺地圖的更新與修測，有利于我國進行國土資源的檢測與調查，服務于生態環境、防災減災、城市規劃、國防建設、農林水利、交通建設等多個領域，為建設智慧城市提供充足的數據依托［6］。

3.3 光探測與測量系統

光探測與測量系統是一種新型的傳感器設備，集GPS，IMU，激光測距等技術為一體，融合了高分辨率的CCD相機，該設備進行回波測距的手段是激光，能夠對數字表面模型進行高精度的獲取，之后運用數字后處理方式，獲取城市相關建模參數、電力巡線參數、植被參數等相關數據。所以，該系統能夠做到對多光譜CCD影像的同時獲取，從而為后續應用提供更加豐富的數據資源。

圖1 安裝在航測飛機內的ADS40線陣推掃式CCD相機

圖2 中國資源三號衛星效果圖

3.4 傾斜攝影技術

圖3 傾斜攝影技術原理圖

傾斜攝影技術是近年來快速發展起來的新技術，其將數字地面采集技術與航空攝影技術有機結合起來，避免傳統航拍技術中只能進行垂直拍攝的不足，通過在一臺飛行器上安裝多部傳感器的方式，從5個不同角度進行影像的采集，從而構建起地面三維模型(見圖3)。這種方式能夠解決傳統航拍模式正射影像不足的實際問題，將地物的實際情況更加真實的反映出來，從而提升建筑物側面紋理的基礎數據獲取效率。

4 結語

當前，我國正在向全面建設現代化城市道路上不斷邁進，社會主義城鎮化是建設智慧城市的加速器，智慧城市的構建需要不斷完善信息基礎設施建設，從而滿足更多群眾的實際應用需求。所以，構建時空信息云平臺是一個長期過程，不是一蹴而就的。相關測繪部門需要將自身的主體作用充分發揮出來，為建設智慧城市提供更加科學與準確的空間信息與測繪保障。

［1］董笑舟.推進“數字西安”地理空間框架建設，為西安城市規劃建設提供測繪保障［J］.城市勘測，2011，11(12):142-143.

［2］肖建華，譚仁春.建設數字城市地理空間框架促進地理信息資源共建共享［J］.城市勘測，2012，17(2):163-164.

［3］毛艷華，錢斌華.城市土地資源研究:基于城市經營理念下的思考［J］.北京工業大學學報(社會科學版)，2011，22(12):98-101.

［4］王乾晨，張曉海，張曉偉，等.“智慧城市”評價指標體系研究——以“智慧南京”建設為例［J］.城市發展研究，2013，19(5):132-134.

［5］李文霞，黨玲博，朱忠業，等.基于可持續理論的舊住宅改造策略——以夏熱冬冷地區舊住宅改造為例［J］.四川建筑科學研究，2012，12(11):247-248.

［6］李 靜，張 浪，陶務安，等.景觀外貌生態內涵——合肥瑤海公園植物景觀規劃構思剖析［J］.安徽農學通報，2014，11(16):155-156.