論基礎測繪在數字城市建設中的應用

王愛武

（湖南省第二測繪院 湖南長沙 410019）

論基礎測繪在數字城市建設中的應用

王愛武

（湖南省第二測繪院 湖南長沙 410019）

由于近年來云計算、互聯網等技術的不斷發展，城市的建設工作邁向了數字城市的前進方向。想要建設數字城市，就要對地理信息的測繪提出更高的要求。本文從測繪技術在數字城市建設中的重要性出發，對基礎測繪技術在數字城市建設的中的應用進行了分析。

測繪技術；數字城市；應用研究

1 引言

隨著時代的發展，科技的不斷進步，測繪技術也受到了一定的影響，新的測繪技術被不斷研發出來，這使得測繪工作的效率獲得了明顯的改善，工作人員的測繪水平也有了很大的提高。作為一種體現政府公共服務的重要表現形式，一定要正確使用測繪技術，使其更好地發揮出在城市規劃中的作用，使國家能夠一直處于可持續發展的狀態，最后變得更加繁榮、富強。

2 數字化城市建設的意義

數字化城市建設是在新時代，新背景下我國城市建設的主要方向。數字化城市建設顧名思義就是利用數字化、信息化的科技和技術進行城市建設和城市規劃，數字化城市建設的主要內容包括城市的基礎的地理信息、基礎設施的信息和城市基礎功能的信息等的建設，數字化城市建設的主要目標是為了通過數字化城市建設實現數字化、網絡化、智能化和可視化城市建設，而且數字化城市建設也是城市建設未來城市建設的終極目標，但是數字化城市建設需要依賴網絡信息技術和智能控制的技術，隨著我國的科學技術的不斷完善和發展，數字化城市的建設效率和建設成果也必將有所提升。

3 技術測繪在數字城市建設中的應用

3.1 構建時空信息云平臺

①從共享思維向協作思維升級。地理構架的建設也伴隨著數據的共享，它們之間進行的過程是弱雙向或單向的。時空信息云平臺的構建是需要地理構架與數據進行良好的雙向共享與協作，是信息化逐漸邁向智能化的過程。所以在平臺上的構建上，不但要能“引進來”，也要可以“走出去”。所以構建過程中，要實現雙向的互動模式，從而達到共贏的目標。②從空間數據向時空數據升級。當前的基礎地理數據的成果已經更加完善，已有的行業空間也較之前也有了一定的拓展。大時空的數據平臺就是通過不同部門時間維度的數據與物聯網中相關的數據進行科學有效的整合。③從共享服務平臺向智能服務平臺升級。當前的搜索服務和地圖發展更加迅速，運用人工智能或機器人的方法，對大數據的挖掘進行強化。④一切為服務。各種軟件的出現為服務帶來了極大的方便。軟件的基礎設施與服務基礎是處于云計算和硬件之中的。軟件的升級過程是云計算和硬件與服務同時進行。軟件的平臺可以對時空的數據進行儲存，還可以完成時空數據的開發框架，使平臺的服務更具有綜合性的特點。

3.2 空間數據的提供

3.2.1 GIS技術

（1）GIS技術能夠幫助數字化城市建設收集和處理數據，GIS構成一般如圖1所示。數字化城市建設與傳統的城市建設最大的差別就在于數字化城市建設能夠將城市建設的所有數據進行收集、分類和存儲，GIS技術對于數字化城市建設中這一功能的實現有著非常重要的意義。①GIS技術就是關于城市數據收集和處理的技術，將其和數字化城市建設相結合是體現該技術價值的關鍵，而且也能夠體現數字化城市建設的理念和特征；②GIS技術的數據收集和處理功能，對于數字化城市的建設的幫助和指導意義是任何一個技術都不能比擬的，尤其是對于數字化城市建設中的數據構成有著重要的作用；③隨著科學技術的發展和進步，三維GIS技術已經得到了發展和應用，在三維GIS技術的支持下，更多、更加全面的數據處理功能能夠被使用。

圖1 GIS組成一般模式示意圖

（2）GIS技術能夠為數字化城市建設規劃提供重要的技術支持和幫助。城市建設規劃是任何一種城市建設模式的根本要求，同時也是城市建設的第一步，只有進行了數字化城市建設規劃，數字化城市的建設效率和建設成果才能夠真正滿足社會的需求和城市發展需求，GIS技術在這個過程中最主要的作用就是其能夠為數字化城市的建設提供重要的技術支持和幫助，一方面GIS技術在數字化城市建設中的使用為數字化城市的建設提供了最基礎的框架結構，這是數字化城市建設開展的第一步，另一方面GIS技術在數字化城市建設中的應用是數字化城市建設的核心和根本，數字化城市建設的所有設計和構造都必須要以GIS技術的使用為前提。

（3）GIS技術能夠提升數字化城市的服務效率。數字化城市建設可以提升社會生產和生活提供服務的質量和效率，而基礎測繪技術得到的數據可以為城市服務奠定基礎。例如，當前城市的天然氣分戶采暖小區數量日益增多，供天然氣的壓力會逐漸增大，某個小區突然停氣。天然氣管理部門需要迅速找到破裂地點實施維修，否則事故范圍擴大之后有可能引發爆炸。該小區各個管道鋪設部門通過定距離監測將事故發生根源范圍縮小，再鎖定目標。每個出事地點周圍的環境都會發生一定的變化，如空氣濃度變化、土層變化等，這些信息被探測頭捕捉之后，將其和已經繪制好的GIS系統相比對，可以找到周邊環境變化最大的地方且能夠確定出事地點，將其精確到5m以內。由此可見，在GIS技術的支持和幫助下，城市數據的實用效率被提升。

3.2.2 其他

（1）數字航空數碼攝影

圖像控制系統的出現和發展使數字航空攝影有了巨大的優勢，也為其帶來了更好的發展前景。數字航空數碼攝影現今主要以面陣為方向的傳感器和以線陣為方向的傳感器。它們的代表產品分別是UCD和ADS40。同時，我國也對這項技術進行了自主研發，設計出了TOPDC和SWDC等用于數字航空數碼攝影的相機。這兩項研究成果已經成為了我國分辨率影像最高的設備，同時它們為數字城市所需的DEM、DLG、DSM等提供了重要的數據支持。

（2）高分辨衛星遙感

高分辨率的衛星遙感技術是21世紀商業遙感領域中最為重要的主流技術。我國自主研發的資源三號衛星是我國現階段最主要的進行測繪的衛星，它也可以在測繪的同時對地理資源進行調查。可以運用到1：25000或者更大的比例尺的地圖上，進行地圖的實時檢測與更新。衛星遙感也有利于國土資源的調查，對城市林業、交通、農業、工業等領域的建設提供了足夠的數據支持。

（3）LiDAR系統

LiDAR系統作為一種新型的傳感器設備，適用于激光回波的測距上，對數字表面模型有高精度的測繪，其工作流程如圖2所示。在收集數據之后進行數據的處理，就可以得到城市建設規模、電力巡線、植被參數反演等方面的數據。它在影像上還具有多光譜CCD影像的能力，在應用的時候還可以為未來的應用提供更多的數據支持。LiDAR系統是當代地理觀測的新技術，還可以通過三維重建更好的建設數字城市。

圖2 LiDAR系統作業流程圖

（4）傾斜攝影技術

傾斜式的攝影技術也是近幾年才出現并發展的一項新技術，是根據傳統航空攝影技術和數字地面采集技術進行集成，對二者的局限性進行突破，克服了智能垂直拍攝的特點，變為可以全方位的進行拍攝。具體操作上是在一個飛機平臺上搭載多個拍攝的傳感器，通過不同的角度進行拍攝，拍攝角度采取傾斜的角度，用這種方式構建了地面上的三維模型。這種拍攝方式通過三維的模式更加真實地反映了地面的實際情況，提高了我國智慧城市建設的水平，使測繪的精確度得到了更大的提高。

（5）低空攝影測量系統

低空無人機是先進測繪的主要方法之一，這項技術的應用也非常廣泛。地面的遙控就將建筑物的每一側進行了拍攝，它的地面遙控角度一般可達60°。遙感影像中心的空間分辨率可以達到0.1m之高，所以，利用低空攝影測量系統獲得的低空的影像作為城市三維模型構建的基礎。三維模型的建造是通過三維重建方法進行低空影像遙感技術，再通過紋理的映射可得。在具體操作上，是通過二維空間數據的輔助和其對建筑物的測繪，及時了解精確度更高的幾何信息。通過三維可視化的技術，判斷建筑物的屋頂和墻面是否可見，在利用多航帶影像對其紋理進行映射，再通過紋理校正、消隱分析等技術措施對建筑物的三維模型做最終的構建，使其達到最佳可視效果。

4 結束語

綜上，我國的現代化建設水平還在逐年的提高，數字城市的建設腳步也越來越大。數字城市的構建可以滿足民眾們對于城市生活的各種需求。在進行建設之時，要更加加強對測繪部門的建設，將其主體作用充分的發揮出來，為數字城市的建設提供更加科學更加精確的基礎和保障。

[1]陳鵬，鄒磊.淺論基礎測繪在數字城市建設中的地位與作用[J].建材與裝飾旬刊，2012（2）：182～183.

[2]劉蕾，張艷華.淺論基礎測繪在數字城市建設中的地位與作用[J].卷宗，2015（1）：282.

[3]彭傳海.數字城市建設中基礎測繪的有效應用分析[J].科技創新與應用，2015（23）：288.

P208

A

1004-7344（2016）06-0156-02

2016-1-28

王愛武（1968-），男，工程師，本科，主要從事工程測繪工作。