智慧規劃中地理信息服務建設的關鍵技術

田鵬，王勇

(1.中國礦業大學，江蘇徐州221116；2.徐州市勘察測繪研究院，江蘇徐州221002；3.徐州市產品質量監督檢驗中心，江蘇徐州221000)

智慧規劃中地理信息服務建設的關鍵技術

田鵬1,2，王勇1,3

(1.中國礦業大學，江蘇徐州221116；2.徐州市勘察測繪研究院，江蘇徐州221002；3.徐州市產品質量監督檢驗中心，江蘇徐州221000)

通過剖析智慧規劃的特點和建設要求，分析智慧規劃對地理信息服務帶來的挑戰，確定地理信息服務在智慧規劃中的作用和關鍵技術，以期為地理信息服務工作發展方向提供決策依據。

智慧規劃；地理信息服務；無人機；3DGIS；BIM

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.080

1 引言

智慧規劃是推動智慧城市建設的重要性、基礎性工作，它采用計算機、物聯網、GIS等技術，整合了基礎測繪、規劃編制和規劃管理等信息資源，形成規劃管理業務網上辦公、審批、監管和網上服務的新型管理服務模式[1]。智慧城市時代的城市發展逐漸從規模擴張到品質提升轉變，新型城鎮化要求城市建設在產業、低碳、智慧、綠色和管理水平方面全面提升，需要更多地研究和應對“人”對城市空間的全方位需求，需要向傳統的空間統籌中加入多學科的科學技術方法，智慧的規劃應具有技術信息化、流程標準化、管理精細化的特點。

地理信息作為智慧城市建設的基本元素，使智慧城市除了擁有全方位的信息采集能力外，還應具備更強有力的信息綜合處理、分析、共享和協同等能力[2]。在越來越多的智慧城市實踐中，地理信息和以此為基礎建立的地理信息共享、協同平臺及其由此衍生的地理信息服務生態體系，已經發展成為智慧城市建設的核心支撐之一。

2 智慧規劃對地理信息服務帶來的挑戰

隨著“智慧城市”建設的持續深入，項目規劃、設計、管理工作關注的內容越來越詳細，支撐城市規劃的各種傳統基礎資料越來越難以描述城市空間的深層次問題，無法支撐科學、理性的規劃分析研究，這就對地理信息服務在生產模式、提供內容、服務形式上帶來了新的挑戰。

2.1 生產模式的挑戰

經濟社會發展對地理信息的集約性、現勢性要求不斷提高。在當今的城市規劃管理過程中，不論是自然災害、應急事件的實時響應，還是項目監管、城市規劃設計，對地理信息服務的速度和質量都提出了非常高的要求。同時，近幾年測繪地理信息技術裝備的自主創新水平快速提高，無人飛機航攝系統、移動測量系統等技術在生產一線推廣應用，顯著提升了我國測繪地理信息基礎設施的整體水平。因此，建立信息化測繪技術體系和適應工作需求的生產模式已經迫在眉睫。

2.2 提供內容的挑戰

地理信息服務的發展在第一階段僅僅是提供可視化地圖；在第二階段是與智慧規劃的各項業務相融，如地塊規劃、環境分析等；在第三階段是支持頂層決策，這也是評價城市規劃工作是否真正實現智慧的要素之一。智慧的規劃中，地理信息服務工作要承擔的重任，就是讓地理空間智能化，如地理信息的智能提取、智能分析和智能應用，幫助決策者進行科學的決策，實現從地圖到決策的轉變。

2.3 服務形式的挑戰

云計算、物聯網、大數據等技術在智慧城市中大規模應用，為了實現實時有效的地理信息綜合服務，單純的數據提供已不能滿足需求，需要在整個基礎設施、網絡建設成功后，更多提供平臺服務，包括網絡服務、定制服務和共享服務。

3 智慧規劃中的地理信息服務關鍵技術

3.1 航空影像快速獲取技術

航空影像作為直觀、易于計算、易于分發的數據產品，相對于矢量地圖，航空影像能夠提供更多的增值信息，不同來源的航空影像可以在不同尺度或者不同層面提供數據的支撐（見圖1）。在規劃工作的設計和管理中，遙感影像用于城市特征的提取、城市特征變化的監督，如綠地提取、建設用地變化監測。高空航測影像可以提供大比例尺地形圖用于城市規劃中的方案定點、規劃設計，低空無人機影像在區域影像快速獲取與更新、城市影像資料留存方面有優勢。

圖1 不同來源的影像在規劃工作中的用途

高分辨率影像獲取與處理技術包括數據接收、數據組織、數據存儲、數據調用、數據壓縮與數據分發技術等[3]。海量高分辨率影像快速獲取與處理技術的效率直接決定了影像數據的應用方式和應用范圍。智慧規劃中的地理信息影像服務應該重點解決區域型的遙感數據產品快速生產和處理的問題，只有具備周期短、精度高、成本低的特點，才能盡量減少因信息缺失帶來的規劃管理工作的盲點，滿足精細化、動態化規劃工作的要求。

3.2 3DGIS技術

3.2.1 3DGIS技術存在的問題

在三維規劃審核的環節，一般是通過CAD設計圖紙參照效果圖制作三維模型，連同項目資料一起導入三維規劃輔助決策系統中（見圖2a），在城市地理場景中定性考察建筑方案與周邊環境的風格、體量[4]。但是從項目整個生命周期角度來看，規劃設計與審核作為其中一個環節，單純為三維規劃方案審批目的進行三維建模，無法保證與上一環節的CAD圖紙內容完全一致，實際上無法作為可復用成果傳輸到下一個環節，項目信息的數據流轉在此環節斷開，三維GIS輔助規劃決策就成了一個封閉的系統，這種特點也制約著3DGIS系統的發展和生命力。

3.2.2 建筑信息化背景下的BIM技術

BIM起源于以建筑工程為依托的信息集成技術，主要為了實現建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設效率[5]。隨著近10年來的信息技術的快速發展，在各國政府的積極推進下，憑借配套技術（數據共享、數據集成、數據交換標準等研究）不斷完善，在國際上BIM技術已經成為和CAD、GIS同等重要的信息管理技術支撐，其三維規劃輔助決策系統工作模式如圖2b所示。住建部編制的建筑業“十二五”規劃明確提出要推進BIM協同工作等技術應用，普及可視化、參數化、三維模型設計，以提高設計水平，降低工程投資，實現從設計、采購、建造、投產到運行的全過程集成運用[5]。

3.2.3 3DGIS的提升

3DGIS系統的設計與開發應納入整個建設項目信息流轉的范疇中考慮，與建筑信息化的發展趨勢相適應，應在數據交換、數據共享、數據標準化方面進行提升，考慮與BIM信息深度整合，既可以保證數據的一致性，又提高了數據的可利用性，減少重復性勞動，3DGIS可發揮的空間也會越來越大[6]。

3.3 基礎地理信息共享技術

作為一個復雜系統，城市中包含的數據信息復雜且類型多變，而規劃師限于傳統的技術和手段，不可能對信息數據進行有效收集和處理，意味著規劃信息可能存在現勢性不強，甚至不完備的問題，使規劃師所制定的城市規劃不可能對城鄉發展的趨勢進行準確把握和正確安排，從而降低了規劃的科學性。信息的共享是實現智慧規劃的前提，智慧規劃所需的信息數據支撐系統是建立在對來自不同行業、部門、屬性以及統計口徑的數據整合共享基礎上的，如果缺乏公共信息的共享，智慧城市和“智慧規劃”都將無從談起。

基礎地理信息作為各種公共信息承載的載體，一方面為公眾服務提供基礎的空間數據支撐和服務，另一方面通過共享機制這樣一個通道，集成了各種與地理空間位置有關的信息資源，更加促進了與地理空間信息有關的自然、經濟、社會等信息資源的共享與交換，這為提高規劃工作的科學性提供了有力支撐。

4 結語

目前，無論從政府的智慧城市政策導向，還是測繪與地理信息產業快速發展的大環境，地理信息工作都有著廣闊的空間，通過智慧的地理信息服務解決方案，為行業提供智慧應用服務，為智慧規劃、智慧城市的建設提供支撐，踐行科學發展觀、擯棄傳統城市管理模式的諸多弊端，以全新的管理理念和技術取而代之，是歷史賦予我們的責任。

【1】王芙蓉，竇煒，崔蓓，等.智慧規劃總體框架及建設探索[J].規劃師論壇，2013,2(29)：16-19.

【2】劉興權，毛晶晶，尹長林.“智慧規劃”時代的規劃技術業務解決方案[J].科技信息，2014(10)：54-55.

【3】焦煦，朱文英，黃瑞峰.基礎地理數據在智慧城市建設中的分析與作用[J].國土資源信息化，2012(2)：55-61.

【4】李美華，夏海山，李曉貝.BIM技術在城市規劃微環境模擬中的應用[A].中國城市規劃學會，2012中國城市規劃年會論文集（14.城市規劃技術與方法）[C].昆明：云南科技出版社2012.

【5】田峰.使用BIM方法發展三維規劃管理系統勢在必行[J].上海城市規劃，2010(4)：9-12.

【6】丁國勝，宋彥.智慧城市與“智慧規劃”——智慧城市視野下城鄉規劃展開研究的概念框架與關鍵領域探討 [J].城市發展研究，2013 (8)：34-39.

表4 校正后的第二條道路全站儀成果與PPK成果對比m

由上述的數據可以看出，經過校正的高程點的高程符合性更好，可以達到規定的精度要求。

5 結論

由上述案例可以看出，PPK測量用于1∶2000地形圖的高程精度可以滿足，甚至可以滿足1∶1000地形圖的需求，但是在使用過程中，要注意以下事項：

1）要精確量取流動站的儀器高；

2）流動站在行駛過程中，要保持車輛的穩定性；

3）對于坡度較大的地段，一定要進行高程校正；

4）為了使PPK的成果能夠準確，最好是在得到PPK成果后，對其進行檢驗。

【參考文獻】

【1】劉大杰，全球定位系統（GPS）的原理與數據處理[M]上海：同濟大學出版社,1996.

【2】魏二虎.GPS動態測量-PPK[R].武漢：武漢大學測繪學院，2008.

【收稿日期】2016-09-24

Key Technologies of Geographic Information Service in Intelligent Planning

TIAN Peng1,2，WANG Yong1,3
(1.ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou 221116,China;2.XuzhouExploration&SurveyInstitute,Xuzhou 221002,China; 3.XuzhouTestingCenterofProductQualitySupervision,Xuzhou 221000,China)

Byanalyzingthecharacteristicsandtheconstruction requirementsofintelligent planning,thispaperanalyzesthe challengesfrom intelligent planningto geographicinformationservice,andmakesclear thefunction and keytechnologiesofgeographicinformation servicein intelligentplanning,inordertoprovidethedecisionbasisforthedevelopmenttrendofgeographicinformationservice.

intelligentplanning;geographicinformationservice;unmannedaerialvehicle;3DGIS;BIM

P205

A

1007-9467（2016）10-0180-03

2016-10-9

田鵬（1983～），女，江蘇徐州人，工程師，從事三維GIS系統開發與建設研究。