智慧城市建設中測繪地理信息的應用與發展

周志宇

（廣西壯族自治區地理信息測繪院，廣西 柳州545006）

1 引言

智慧城市是從數字城市、物理城市發展而來，是數字城市＋物聯網+互聯網的組合體，實現了虛擬城市與現實城市的有機融合。在功能發揮、城市管理、政府決策、城市服務方面具有自適應功能，促進了現代化城市的可持續發展。

2 智慧城市概念與理論分析

智慧城市一詞是由智慧地球演化而來，是智慧地球的重要組成部分。所有關于智慧城市的理念和規劃所關注的是如何把分布于城市各個角落的傳感器連接起來，形成物聯網系統，再運用超級計算機和云計算技術實現對數據的實時存儲、分析、傳遞、控制，實現數字信息與現實世界的高效融合。在此基礎上結合大數據技術，提供海量信息服務，實現對人類生產和生活的高效管理和服務，進而達到一種智慧狀態。智慧城市是在城市全面數字化基礎之上建立的可視化、可量測、可感知、可控制的智能化城市管理與運營機制。智慧城市包含物聯網絡、互聯網絡、傳感器、超級計算能力建設等智慧型基礎設施和在實時信息分析基礎上建立的城市管理系統和綜合決策支撐系統。在智慧城市中將充分享受到因其智慧功能而帶來的便利和服務，如智慧交通、智慧政務、智慧電網、智慧上網、智慧醫療、智慧教育、智慧餐飲等，通過網絡系統為個人提供個性化、定制化的專業化服務，提高城市居民的生活水平和改善人民生活質量，為其提供更加舒適、安全、經濟、便捷的城市環境。

3 測繪地理信息在智能城市建設中的作用

3.1 增強智慧城市的智能性

智能城市建設的根本出發點是以人為本，創建便民、利民的智能化城市服務系統。城市管理是城市建設過程中比較突出的問題，如何實現城市的科學化管理是智能城市建設致力于解決的主要問題之一。隨著城市人口數量的急劇上升，打破了城市人口平衡，如何最大限度地發揮城市功能，調節城市壓力，測繪地理信息技術在其中發揮了重要的作用。海量數據信息是智慧城市的特征，為此，在數據信息處理過程中必須保證信息的真實性和準確性，這樣，才能實現城市高效運行。測繪地理信息在城市居民生活中發揮著提供最佳選擇的作用。如在密集復雜的城市交通系統中如何選擇一條最佳的出行線路，此時測繪地理信息系統就發揮了提供線路選擇的功能。測繪地理信息系統對城市的所有線路信息進行了實時存儲、分析并運用計算機技術挑選出最佳出行線路以供出行人員參考。測繪地理信息要以智慧城市的可持續發展為導向，結合城市現實狀況，進行合理運用【1】。

3.2 拓寬智慧城市的智能化領域

智慧城市建設是寬領域、深層次的城市化建設，涵蓋諸多領域，包含交通、電力、教育、醫療等。為能夠推進智慧城市的快速建設與發展，必須注重新興城市建設技術的應用與推廣。測繪地理信息技術不僅適用于城市交通領域，其具有廣泛的適用范圍。地理信息為城市的各個區域制定了對應的地理坐標，并建立了與之對應的信息虛擬系統，利用地理信息系統和互聯網絡即可實現實時定位、跟蹤、監控，拓寬了智慧城市的智能化范疇。

3.3 為智慧城市管理決策提供依據

現代社會是信息化社會，由一個個相互關聯的信息節點構成統一系統。智慧城市的發展離不開信息節點的連接與傳遞，測繪地理信息、時間空間信息和服務系統是智慧城市建設的基礎設施，共同組建成一個個信息節點數據源。測繪地理信息系統能為智慧城市的管理、決策和服務提供一個統一的參考系統，基于測繪地理信息系統輸出的結果信息開展人的行為，為城市居民提供空間上的智能化服務。在城市生活中，測繪地理信息運用最為普遍的系統便是電子地圖、專題地圖和遙感影像。測繪地理信息為城市管理提供實時有效的數據信息，提升了智慧城市管理決策的科學性和實用性。測繪地理信息空間分析、多要素綜合和動態預測的特點很大程度上提升了其在智慧城市建設中的地位和作用。利用GIS 和RS 信息獲取系統，能夠實時地對城市中的各要素進行監測、分析和反映，為智慧城市的管理決策提供實時數據參考。測繪地理信息是智慧城市管理、決策、服務的基礎和保障，為智慧城市的發展提供決策信息依據。

4 測繪地理信息在智慧城市建設中的應用

4.1 地面移動測量系統

地面移動測量系統能夠實時獲取城市地理結構的三維模型和真實圖景，是城市地理空間信息獲取的基礎和關鍵。獲取的城市模型和真實影像為城市的空間信息系統提供實景圖像支持。地面移動測量的方式多樣，低空無人機是當前智慧城市地理信息獲取的主要測量方式。其測量理論基于城市三維立體模型的創建，進行數據收集，傳遞云端，進行云計算，構建集數據收集、存儲、分析、處理、輸出的信息云平臺。低空無人機的工作原理是借助安裝的攝像機對整個城市畫面進行拍攝，并通過測繪地理信息系統作用，進行數據分析和計算，以確保拍攝圖像的實時性和精確性。也可把獲取的城市數據信息輸入已確定的三維模型之中，從而實現電子信息與現實城市境況的高度融合。

4.2 遙感技術

遙感技術在智慧城市的建設中具有重要的作用。其相較于測繪地理信息技術起步早，在數字城市向智慧城市的轉變過程中已得到了廣泛的應用。從本質上講，遙感技術是人視力的延伸，運用遙感平臺、傳感器和遙感信息的傳播與處理，從而獲取城市地物的圖像信息。隨著遙感技術與計算機技術的結合，為信息的動態更新和基于環境變化提供了技術支持。遙感技術在現代化發展過程中發揮了不可替代的作用，促進了人們生活質量和生活水平的提高，被廣泛運用于農業等多領域之中。運用遙感技術為人類提供實時動態信息，為智慧城市的建設提供信息服務。同時，也可基于城市監測數據信息對城市的道路進行科學規劃，推進智慧城市的可持續發展。如遙感技術對單元地塊信息的提取功能，運用遙感對單位地塊圖像的實時獲取，提供高分辨率的實景圖像，從而獲取地物的詳細信息，指導城市道路建設或農業發展。

4.3 傾斜攝影技術

傾斜拍攝技術是近幾年測繪地理信息發展過程中出現的新型技術之一，并被廣泛地應用于智慧城市的建設之中。傾斜拍攝技術是將實景圖像獲取與信息分析處理二者相結合，運用計算機和云計算平臺進行對應數據信息的分析處理。這一技術具有顯著的優勢性能，既能做到對整個城市地物全方位、多角度地進行拍攝，還能有效地保障圖像的準確性和清晰度，為智慧城市的建設提供了重要的信息技術支持。

4.4 LI DAR系統

LIDAR 系統由激光數據處理模塊、地形建模模塊、系統校準模塊和正向影像矯正4 部分組成，應用廣泛，在分離激光點類、林業、交通、電力、數字城市建設中都有所應用。針對其在數字城市建設中的應用進行分析，利用高精度的LIDAR 數字地面模型DEM 與GIS 系統有機的結合，可以建立和完善數字城市系統，對數據進行實時更新，高密度的三維數據對于虛擬城市的建設提供了便利，為智慧城市的建設提供了技術支持。

5 智慧城市建設中測繪地理信息的發展

5.1 室內外無縫定位與智慧時空技術

測繪地理信息未來將朝著面向多元移動終端、多樣傳感器、多定位平臺、多信號源的米級無縫定位系統方向發展。開展基于一切外在信號進行無線精確定位的新型信息技術，實現三維實時無縫導航。開展面向智慧時空多元信息獲取、存儲、分析、計算的，構建室內外一體化的位置服務體系。

5.2 時空大數據技術體系

時空大數據平臺利用物聯網、云計算、大數據和地理信息等先進技術，以時空信息為基礎，整合空間地理信息、政務信息資源、物聯網感知信息等，建立時空信息大數據，搭建全域統一的智慧城市時空信息云平臺，實現全域地理信息數據統一獲取、統一存放、統一服務，為政府決策、經濟發展、社會管理、應急保障和公眾生活提供在線的時空信息云服務。

5.3 新型測繪裝備研發

數據監測從地上轉入地下，對城市地下空間或水下空間進行數據監測、收集、存儲和挖掘。研制地下數據獲取的新型測繪裝備，研制高精度的地下工程信息移動監測系統。實現地上與地下的統一發展，不斷探索地下的空間信息，為智慧城市提供其地下基本信息，促進智慧城市的可持續發展。

6 結語

綜上所述，測繪地理信息在智慧城市的建設中具有重要意義，應充分認識其在智慧城市建設中的作用，對其現實應用進行具體分析，對其未來發展進行展望，不斷強化其在智慧城市建設中的應用。