看測(cè)繪地理信息技術(shù)如何助力冬奧

北京冬奧會(huì)正在如火如荼地進(jìn)行中。“科技冬奧”是本屆冬奧會(huì)的特色之一，不論是場(chǎng)館建設(shè)、賽事服務(wù)還是綜合保障處處透著“科技范兒”。其中，也包含著測(cè)繪地理信息技術(shù)的智慧。

“高精度定位與測(cè)繪輔助奧運(yùn)場(chǎng)地設(shè)計(jì)；時(shí)空大數(shù)據(jù)的智能化應(yīng)用，保障冬奧會(huì)場(chǎng)所和賽事氣象、防火、環(huán)境和安全檢測(cè)；高分辨率遙感衛(wèi)星鳥瞰奧運(yùn)全景；實(shí)時(shí)導(dǎo)航數(shù)據(jù)為奧運(yùn)專用道提供了實(shí)時(shí)提醒。”中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長李維森介紹，各種測(cè)繪地理信息技術(shù)和現(xiàn)代高新技術(shù)的融合，在服務(wù)冬奧會(huì)中得到了廣泛深入的應(yīng)用。

高精度測(cè)繪與定位輔助奧運(yùn)場(chǎng)地建設(shè)

精度是測(cè)繪的生命線。在延慶賽區(qū)舉行的雪車雪橇和高山滑雪競(jìng)技是本屆冬奧會(huì)雪上競(jìng)賽的明星項(xiàng)目，場(chǎng)館的設(shè)計(jì)建設(shè)對(duì)于高程數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性、精細(xì)程度要求極高。承擔(dān)測(cè)繪任務(wù)的北京市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院克服山區(qū)地形復(fù)雜、高差大的困難，利用無人機(jī)首次實(shí)現(xiàn)山區(qū)1:500地形圖測(cè)繪。同時(shí)，該院還首次利用無人機(jī)激光雷達(dá)技術(shù)，短時(shí)間內(nèi)對(duì)賽事的雪道造雪厚度進(jìn)行了高精度測(cè)算。國家跳臺(tái)滑雪中心“雪如意” 是我國首座跳臺(tái)滑雪標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地，頂部與地面落差達(dá)130多米，承辦跳臺(tái)滑雪全部五個(gè)比賽項(xiàng)目。南方測(cè)繪利用自主研發(fā)的智航SF700A無人機(jī)與T53傾斜相機(jī)，快速高效地采集并生成“雪如意”實(shí)景三維傾斜模型。

在“雪如意”內(nèi)，我國自主研制的首款小型化、低成本室內(nèi)高精度定位基站投入使用，可以提供室內(nèi)外無縫連續(xù)的亞米級(jí)高精度實(shí)時(shí)定位和位置服務(wù)，在人員密集的室內(nèi)開闊區(qū)域可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)定位優(yōu)于0.1米、動(dòng)態(tài)定位優(yōu)于0.5米的高精度定位，在室內(nèi)外交替區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)北斗微基站信號(hào)與室外空間北斗信號(hào)的自適應(yīng)無縫接收切換。這是中國電科54所衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與裝備技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的“北京冬奧會(huì)北斗微基站室內(nèi)混合定位系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目成果，也是我國首次將北斗導(dǎo)航信號(hào)引入室內(nèi)、地下遮擋區(qū)域。國家速滑館“冰絲帶”采用全冰面設(shè)計(jì)，為了打造“最快的冰”，保障制冰后冰面溫度均勻，國家速滑館對(duì)冰面混凝土基底平整度建設(shè)提出了高標(biāo)準(zhǔn)要求，即任意平方米區(qū)域內(nèi)高差不超過±3毫米。為此，北京國家速滑館經(jīng)營有限公司聯(lián)合深圳大學(xué)動(dòng)態(tài)精密工程測(cè)量團(tuán)隊(duì)，提出利用慣性測(cè)量方法對(duì)地面局部高低起伏進(jìn)行精密測(cè)量。冰面基底平整度測(cè)量需求貫穿場(chǎng)館建設(shè)的始終，針對(duì)場(chǎng)館建設(shè)不同時(shí)期的特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)發(fā)明了平板式慣性平整度測(cè)量機(jī)器人、輪式慣性平整度測(cè)量機(jī)器人等專用設(shè)備。

時(shí)空大數(shù)據(jù)的智能化應(yīng)用保障安全

北京市延慶區(qū)松閆路佛峪口水庫大壩段，是通往北京冬奧會(huì)核心區(qū)的一條重要通道。這段17.7公里的公路，是除京禮高速外唯一進(jìn)出延慶賽區(qū)的地方道路。但松閆路依山體而建，道路兩側(cè)山石滾落或土壤松動(dòng)容易造成安全隱患。

由天下圖公司和智連安全科學(xué)研究院聯(lián)合開展的北京市“科技冬奧”專項(xiàng)——“冬奧場(chǎng)館（地）巖土構(gòu)筑物災(zāi)害早期識(shí)別及自動(dòng)預(yù)警應(yīng)用示范”，為解除隱患提供了技術(shù)方案。項(xiàng)目通過布設(shè)微芯樁和一桿式采集測(cè)站、數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)及手機(jī)客戶端組成自動(dòng)化邊坡安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)邊坡危險(xiǎn)巖石的振動(dòng)、傾向、傾角、形變等多個(gè)安全指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

冬奧項(xiàng)目，尤其是室外舉辦的雪上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，受氣象條件影響更大，風(fēng)速風(fēng)力、氣溫雪溫等直接考驗(yàn)著運(yùn)動(dòng)員的發(fā)揮。直觀、高效的氣象服務(wù)與保障尤為重要。時(shí)空大數(shù)據(jù)在其中發(fā)揮了重要作用。

連日來，航天宏圖多名工作人員分別在國家氣象信息中心和北京市氣象信息中心駐場(chǎng)，保障冬奧服務(wù)保障業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)和氣象綜合指揮平臺(tái)正常運(yùn)行。針對(duì)冬奧會(huì)外賽場(chǎng)氣象應(yīng)急保障高頻次、小尺度精細(xì)化的需求，技術(shù)人員利用我國風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星和國外衛(wèi)星資料，在遙感反演算法、衛(wèi)星產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)、衛(wèi)星資料同化、數(shù)據(jù)融合等方面開展了大量工作，為冬奧期間突發(fā)極端天氣進(jìn)行綜合分析研判提供有效技術(shù)支撐。

北京市氣象局聯(lián)合超圖軟件基于SuperMap GIS平臺(tái)開發(fā)建設(shè)了冬奧氣候風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)。該系統(tǒng)可從時(shí)間、空間、氣象要素等不同維度進(jìn)行數(shù)據(jù)融合分析，并基于GIS一張圖技術(shù)清晰有效地展示三大賽區(qū)各項(xiàng)目場(chǎng)館的分布、氣候特征以及氣象風(fēng)險(xiǎn)，全面提高冬奧氣象決策服務(wù)能力與信息化水平。

冬奧會(huì)時(shí)長半個(gè)月，賽事分布三大賽區(qū)，這對(duì)城市治理提出了更高要求。打開“冬奧大屏”，冬奧會(huì)北京市運(yùn)行保障指揮部城市運(yùn)行及環(huán)境保障組的數(shù)據(jù)匯聚于此。這是由數(shù)字政通承建的北京市城市運(yùn)行調(diào)度指揮平臺(tái)，主要從應(yīng)急保障、環(huán)衛(wèi)保障、市政專業(yè)保障和安全檢查等4個(gè)方面反映城市運(yùn)行的狀態(tài)。部署于河北省應(yīng)急管理廳、張家口市應(yīng)急管理局及崇禮區(qū)森林防火預(yù)警監(jiān)測(cè)信息中心森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)急保障平臺(tái)，是冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)期間森林草原防滅火工作的保障。該平臺(tái)由國家測(cè)繪工程技術(shù)研究中心建設(shè)，集成了三維地理信息、北斗定位、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信融合等技術(shù)，可全方位、多尺度監(jiān)測(cè)保障冬奧賽區(qū)森林防火工作需求。中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)精準(zhǔn)農(nóng)林業(yè)工委會(huì)主任委員、北京市精準(zhǔn)林業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任馮仲科帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)為張家口市崇禮區(qū)建起覆蓋崇禮全區(qū)的“林火預(yù)測(cè)預(yù)警一張圖”——通過創(chuàng)建三維地理信息系統(tǒng)平臺(tái)的智慧防火預(yù)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)林火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、監(jiān)測(cè)資源協(xié)同調(diào)度、蔓延模擬與可視化分析一體化集成。為保障延慶區(qū)冬奧期間嚴(yán)格踐行低碳環(huán)保理念，中科宇圖助力延慶區(qū)智慧環(huán)保項(xiàng)目，持續(xù)對(duì)延慶區(qū)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為大氣污染針對(duì)性管控提供科學(xué)依據(jù)。

遙感衛(wèi)星不僅能全方位向公眾展示冬奧會(huì)的場(chǎng)館之美，還能展示場(chǎng)館建設(shè)的過程。冬奧會(huì)期間，中國四維、世紀(jì)空間、長光衛(wèi)星、航天世景紛紛制作了高分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品，帶領(lǐng)公眾遙“瞰”火炬?zhèn)鬟f、冬奧場(chǎng)館。

高分辨率遙感衛(wèi)星鳥瞰奧運(yùn)全景

北京三號(hào)衛(wèi)星A星于2021年9月22日拍攝的北京冬奧村。

1月31日，中央電視臺(tái)新聞?lì)l道“新聞直播間”欄目報(bào)道了對(duì)張家口冬奧準(zhǔn)備工作進(jìn)行了專題報(bào)道。節(jié)目中應(yīng)用了中科星圖應(yīng)用GEOVIS 數(shù)字地球時(shí)空?qǐng)鼍熬庉嬈鳎瑥闹锌菩菆D和國家基礎(chǔ)地理信息中心精心選取了多張張家口賽區(qū)近五年的衛(wèi)星影像，通過一張張影像的對(duì)比，利用遙感技術(shù)回顧見證了冬奧會(huì)籌備過程。據(jù)介紹，我國自主可控的GEOVIS數(shù)字地球平臺(tái)，是中科星圖突破空天大數(shù)據(jù)快速引接、彈性計(jì)算、智能解譯、高效渲染等多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，跨界融合以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算為基礎(chǔ)的新一代信息技術(shù)研制的。數(shù)字地球平臺(tái)是基于數(shù)字地球的互動(dòng)內(nèi)容創(chuàng)作及分享平臺(tái)，在數(shù)字孿生地球基礎(chǔ)上，拓展豐富的數(shù)據(jù)源和主題空間，為用戶二次創(chuàng)作提供工具。

人工智能助力智慧導(dǎo)航

近日，冬奧會(huì)相關(guān)專題通過天地圖·北京網(wǎng)站（北京市地理信息共享服務(wù)平臺(tái)，訪問網(wǎng)址為：https://beijing.tianditu.gov.cn/）的“專題圖層”欄目對(duì)外發(fā)布。北京市測(cè)繪研究院聯(lián)合國家基礎(chǔ)地理信息中心聯(lián)合，完成了冬奧場(chǎng)館點(diǎn)位以及冬奧專用道線路標(biāo)記上圖以及冬奧所涉及區(qū)域內(nèi)容的基礎(chǔ)要素的聯(lián)動(dòng)更新，為社會(huì)公眾在冬奧期間的工作和出行提供方便。此外，百度地圖、高德地圖、騰訊地圖也上線了冬奧專用道導(dǎo)航服務(wù)，推出“冰雪賽場(chǎng)地圖”等專題地圖。

為幫助運(yùn)動(dòng)員們更快地熟悉冬奧村環(huán)境，商湯科技在科技冬奧專項(xiàng)支持下，開展了“基于3D的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)定位技術(shù)、虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的3D高精度識(shí)別的智慧AR導(dǎo)航系統(tǒng)研究”課題，基于SenseMARS火星混合現(xiàn)實(shí)平臺(tái)，經(jīng)過幾個(gè)月的研發(fā)攻關(guān)，短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了大尺度場(chǎng)景下厘米級(jí)的三維地圖構(gòu)建和部署，并解決了動(dòng)態(tài)復(fù)雜場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位跟蹤等難題，為張家口冬奧村打造創(chuàng)新的智慧AR導(dǎo)航應(yīng)用。

得益于多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，這套智慧AR導(dǎo)航應(yīng)用可在30萬平方米區(qū)域內(nèi)任意地點(diǎn)，都能始終保持定位精準(zhǔn)、無延遲感的沉浸式虛實(shí)融合效果，且不會(huì)受到建筑、冰雪等復(fù)雜環(huán)境的影響。

冬奧會(huì)期間，道路巡檢的需求不斷增加。為此，高德地圖研發(fā)的AI智慧巡檢終端，養(yǎng)護(hù)車在行駛途中就可以通過人工智能技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別記錄類似道路坑槽、結(jié)冰等問題，再應(yīng)用北斗等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精準(zhǔn)定位實(shí)時(shí)反饋給指揮中心，以便后方制定高效且具有針對(duì)性的解決方案。依托高德地圖長年積累的人工智能計(jì)算能力，同時(shí)基于北斗等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，智慧巡檢終端精準(zhǔn)定位反饋，大幅提升了道路養(yǎng)護(hù)和巡檢人員的工作效率，有效降低了工作過程中的交通風(fēng)險(xiǎn)。目前，該技術(shù)被應(yīng)用到冬奧道路保障工作中。（i自然全媒體）