淺論測繪技術在智慧城市建設中的應用

李志浩

摘要：伴隨我國智慧城市在現代化城市建設角色的日漸凸顯，城市建設對地理測繪信息要求也越來越高。測繪地理信息作為智慧城市建設的基礎，結合當前先進互聯網技術、云計算及物聯網技術，為實現城市系統功能升級、資源節省、管理高效方面提供了有力保障。本文將從智慧城市的建設內涵介紹著手，結合在現代智慧城市中應用測繪技術的重要意義分析，對測繪技術在智慧城市建設中的具體應用進行探究。

關鍵詞：測繪技術；智慧城市；應用

城市作為區域經濟、政治、文化等發展最活躍的單元，承擔著節約資源和環境保護的重要責任?，F階段，加快建設智慧城市不僅是加強城市管理服務的需要，更是信息化時代下的必然選擇。測繪地理信息是智慧城市建設的基礎，其在數據類型、存儲以及管理方面都有著較高要求，而應用測繪技術則能有效促進城市高效、低碳發展。

一、智慧城市建設的內涵

“智慧城市”是以推動城市智能化、智慧化發展為目標的一種更加科學、智慧的方式來管理城市的城市發展理念。智慧城市的實質是實現城市化、信息化和智能化三大發展目標的高度融合，是基于科學技術的發展，對現代城市知識理念的創新，同時也是21世紀后城市向更高層次發展的集中體現。在智慧城市建設中，云計算技術、地理空間信息技術的應用逐漸改變了城市中人與物、物與物、人與人間的交互方式，提高了城市信息資源的利用率，為促進國家經濟和社會發展、提高人民生活水平提供了重要力量?！爸腔鄢鞘小苯ㄔO主要包括四個層面：一是資源平臺層，這是智慧城市建設的關鍵環節；二是物體感知層，這是智慧城市建設中信息采集的主要途徑；三是網絡傳輸層，這為智慧城市建設提供了信息交互和業務運行的重要基礎；四是服務應用層，在這一層面，智慧城市的建設成效最終得以體現。在智慧城市的建設中，地理空間信息是基礎，也是智慧城市智能化建設的關鍵部分。因此，必須夯實智慧城市智能化的基礎，綜合運用云計算技術、網絡技術、傳感技術及專題系統等高新技術來實現現代智慧城市的現代化、信息化管理，提高城市發展質量。

二、現代智慧城市建設中應用測繪技術的重要意義

（一）為智慧城市建設提供基礎信息

根據互聯網數據統計中心報告得知，全球80%以上的信息與空間位置都有著密不可分的關系。在智慧城市建設中，測繪地理信息是基礎性的關鍵信息，同時也是構建地理信息報告平臺的重要內容。地理信息在數字城市時期主要由地理空間框架提供，然而在智慧城市時期，由地理空間框架提供的地理信息已無法滿足發展需求，新一代以云計算、物聯網為依托的時空地理信息數據才能構成智慧城市建設的基礎。

（二）為智慧城市建設提供感知信息

新時期，對以數字航空數碼攝影、高分辨衛星遙感、低空攝影測量系統、傾斜攝影技術等為代表的地理信息采集新技術的應用，為智慧城市獲取形象化、高精度、可視化的城市地理信息創造了技術條件，同時也為應用者利用多時間尺度分析比較地理信息、監控城市發展變化提供了可能。因此，在智慧城市建設中，以“動態”地理信息替代數字城市建設“靜態”的地理信息，在感知信息方面，測繪地理信息發揮著更加先進的作用。

（三）是智慧城市建設的應用支撐

測繪信息系統利用新技術為保障，不斷為智慧城市的建設提供了豐富的數據，現代測繪技術逐漸逐漸取代傳統測繪技術。尤其是精度更高、靈活性更強的全球定位系統的確立，為測繪遙感數據系統提供更多數據來源，進一步增強了地理信息系統空間分析與現實虛擬的能力。測繪信息技術、全球定位系統及遙感數據系統三者的有機結合，為智慧城市能快速、準確處理空間信息和環境更新提供了一個更加巨大的技術體系。

（四）提高智慧城市建設的智能化程度

測繪地理信息的可視化特征，一方面更加直觀展示感知的城市信息空間分布及任何異常變化情況；另一方面測繪地理信息的空間分析模塊結合了特定領域的行業分析模型，以直觀、規律的方式在空間維度展示事物分布和發展變化規律，更精確、及時地提供與城市空間位置相契合的分析結果。此外，集成綜合運用空間數據挖掘技術和大數據技術，有助于提升智慧城市建設中從各類信息發現和提取與空間相關知識的能力。

三、測繪技術在智慧城市建設的具體應用

測繪技術的全面發展為“智慧城市”奠定了重要基礎。在“智慧城市”建設中，需要優先發揮測繪行業優勢，測繪部門也應及時獲取全面時空數據資源，為服務其他部門提供技術優勢。通過對云計算、互聯網及物聯網等信息技術的綜合運用，測繪技術在促進城市專題系統智能化、智慧化建設，加快城市經濟、文化、環境的協調、可持續發展上有著廣闊的應用前景。

（一）構建時空信息云平臺

智慧城市的建設離不開信息的共享性與系統性。隨著城市的不斷發展，智慧城市需要有更實時性、更大信息量的信息支撐，同時對城市環境可視化、地址匹配性不斷提出更高的要求。因此，測繪技術在為智慧城市提供大數據為基礎的信息支持方面，集中體現在時空信息云平臺的構建與運用。時空信息云平臺（又稱GIS云）是一個綜合空間信息存儲和應用平臺，它利用云計算，通過地理空間信息系統的建模、存儲以及處理，能使云平臺更加便捷高效、低成本的運行，以連續、靈活和創新的方式為智慧城市提供智能空間服務。智慧城市中任何與空間位置有關的應用都以時空信息云平臺為支撐，它為智慧城市的建設提供數據、定位以及信息分析處理等服務功能，達到數據共享及整合的目的，讓數據信息的采集、存儲及編輯實現一體化運行，在促進城市管理與服務的基礎上，協調和整合各種信息資源，保障城市各系統之間的協同運行，為智慧城市的發展提供更加科學合理的規劃。

（二）為智慧城市建設提供空間數據

（1）高分辨衛星遙感。自21世紀以來，具有高空間分辨率性能的遙感衛星已漸漸成為當今商業遙感領域發展的主流。我國現階段最主要的測繪衛星是資源三號衛星，它不僅具有測繪功能，還能對資源進行調查，其應用領域主要是1：50000的基礎地理信息的產品生產，還可應用于1：25000及更大比例尺地圖的修測與更新，為建設智慧城市提供充足的數據依托，不斷服務于城市規劃、交通建設、生態環境、防災減災、國防建設等多個領域，在我國國土資源的檢測與調查事業中發揮著重要作用。

（2）數字航空數碼攝影。隨著數字航空攝影技術的日益進步，基于數字航空數碼拍攝的測繪技術得以發展。當前航空數碼相機主要朝著兩個方向發展：一是以線陣為主的傳感器發展方向，其中，ADS40是產品中的典型代表；二是以面陣為主的傳感器發展方向，其中，DMC、UCD為主要的產品代表。在航空數碼相機方面，我國也自主研發了諸如SWDC、TOPDC等為代表的航空數碼相機，這些航空數碼拍攝設備在很大程度上提升了我國捕捉高分辨率影像的技術水平，為智慧城市建設中運用到的DOM，DLG，DSM，DEM等提供了重要數據。

（3）航空傾斜攝影技術。作為近年來發展尤為迅速的新技術之——傾斜攝影技術，其有機結合了航空攝影技術和數字地面采集技術，彌補了傳統航拍技術只能垂直拍攝的缺陷，以一臺飛行器上安裝多部傳感器的方式實現從5個不同角度的影像信息采集，構建了以地面為基礎的三維模型。這種技術不僅能更加真實的反映地物的實際情況，還能有效解決傳統航拍模式中正射影像的不足，更加高效獲取建筑物側面紋理的基礎數據。

（4）光探測與測量系統。光探測與測量系統集激光測距、IMU、GPS等技術為一體，是一種融合高分辨率CCD相機的新型傳感器設備，光探測與測量系統主要利用激光回波測距，通過高度精度獲取數字表面模型之后，運用數字化處理模式，得出城市相關建模參數、植被參數及電力巡線參數等數據信息。因此，該系統可同時獲得多種高分辨率光譜CCD影像，為后續應用提供更豐富的數據資源。

（5）低空攝影測量系統。在當代低空空間技術應用中，低空無人機是其最主要的載體之一，低空攝影測量系統可實現40°到60°傾角的地面遙控攝影，可以按照布設的航線獲取城市建筑物的側面與頂部影像，遙感影像中心位置可達到0.1m甚至更高的空間分辨率。因此，利用高分辨率拍攝的低空影像作為城市三維模型的影像源，能多重發揮影像的數據作用。同時，低空多角度、高分辨率的遙感影像拍攝也為城市三維景象各種紋理信息的采集提供可靠來源。在城市三維景觀中，建筑物是其重要主體，低空攝影測量系統在已有二維數據的幫助下，能快速、方便獲取建筑物高度及其幾何結構信息；其過程主要是通過重建三維模型并映射低空遙感影像三維紋理獲得。在三維可視化映射中，建筑物墻面和屋頂的側面分為可見和不可見，測量系統將首先判斷建筑物側面的“可見性”，然后根據多航帶影像映射出最佳紋理，結合紋理糾正、消隱分析等技術的應用，最終生成與城市真實建筑物一致的三維模型，保證最佳的可視效果。

結語：綜上所述，為適應現代智慧城市的發展要求，跟上信息化時代步伐，充分重視和應用測繪技術對促進城市信息化、智能化和智慧化發展有著極為重要的現實意義，可謂是現代智慧城市發展的一味催化劑。對此，應不斷加強并推廣測繪技術在智慧城市建設中的應用，測繪部門應充分發揮測繪地理信息創建、完善的主體作用，為智慧城市建設提供空間信息和測繪保障，打造一批有“智慧”的城市，更好服務于城市人民生活。