新型基礎測繪在智慧城市建設中的應用分析

于淼

（沈陽市勘察測繪研究院有限公司）

1 引言

現階段，我國基礎測繪體系正處于轉型發展關鍵時期，測繪服務由基礎GIS轉變為網絡化服務，基礎地理信息數據覆蓋面持續擴大，數據內容更加豐富，在智慧城市建設期間發揮出顯著作用，廣泛用于城市規劃、工程建設、基礎設施運營等諸多領域。因此，在智慧城市建設期間，應借助新型基礎測繪，開發實景三維場景為智慧城市建設和管理提供直觀的可視化信息表達，從而提升智慧城市建設和運行中發現問題、分析問題、解決問題的能力。

2 新型基礎測繪在智慧城市建設中的作用

2.1 提供信息支撐

智慧城市屬于一類智慧化系統，由大量城市基礎設施構成，可以全面感知現場環境，匯總分析相關聯海量信息，準確地判斷使用需求，提供相應的城市服務。在智慧城市建設期間，新型基礎測繪體系負責持續提供海量、多源、動態空間信息，并把時空信息平臺作為各類服務設施的信息交換、深度協同應用的承載體，在三維空間、時間維度同步提供時空基準，確保智慧城市應用價值得到充分體現[1]。一般情況下，智慧城市主要涉及時空數據、政務數據、民生數據、物聯網感知數據以及社會運營數據，新型基礎測繪體系主要提供時空數據，由基礎地理信息數據、感知數據、專題數據等類型組成，構建從地上到地下、從虛擬到現實的全方位時空數據，廣泛用于市政設施監測、公共安全、智慧交通等諸多場景，實現對政府治理能力、城市管理能力的全面提升。

2.2 構建城市物聯網

物聯網是智慧城市建設體系的一項重要技術手段，以“萬物互聯”為號召，把海量市政基礎設施接入到物聯網平臺當中，持續采集處理現場監測信號，智能感知市政設施使用狀況，根據用戶需求，遠程遙控現場設施提供相應服務，使得物聯網平臺成為智慧城市架構中的感知層。新型基礎測繪依托地理信息數據與空間分析技術，可以優化調整終端傳感裝置的布局方案，并由可視化地理信息平臺取代物聯網平臺，直接將全部物聯設備接入可視化地理信息平臺中，依托平臺實現設備定位、遠程遙控、在線監測等多項實用功能，提供基礎地理信息來提高物聯設備控制精度與強化環境感知能力，無須再額外投入人力物力資源來搭建物聯網平臺。在智慧城市建設期間，新型基礎測繪已成為物聯網技術的重要補充，在不影響建設質量的前提下，可以簡化智慧城市框架結構，降低建設成本。

2.3 實現智慧決策

智慧化程度是區分智慧城市與傳統城市的重要衡量指標，智慧城市可以準確推演目標事件未來走向與總結客觀發生規律，替代人工作出正確決策，確保城市平穩運行，所提供各項服務質量不受其他因素影響。然而，根據早期智慧城市建設情況來看，決策精度與數據規模密切相關，由于缺少獲取海量基礎地理信息的可靠渠道，實際數據規模有限，決策分析精度沒有達到預期水準，致使智慧城市功效發揮受限。隨著新型基礎測繪體系的融合應用，提供海量基礎地理信息與時空信息，通過增加數據規模、提高數據平均質量來改善決策效果，確保智慧城市系統可以根據已掌握信息來作出最優決策。同時，基礎測繪平臺還具備豐富實用功能，進一步提高決策分析精度，例如，決策者調用相關測繪成果來構建三維實景模型，對歷史數據進行分析，準確揭示事物時空運行規律，提取數據背后隱藏的空間關聯信息[2]。

3 新型基礎測繪在智慧城市建設中的應用策略

3.1 搭建時空信息云平臺

時空信息云平臺是智慧城市公共服務平臺的核心組成部分，以匯總整理、融合應用城市管理專題數據作為功能定位，將海量數據經過分類整理后上傳到服務資源池內存儲，面向用戶提供包括數據查詢、數據匹配、業務流定制、決策分析、事件回溯在內的多元化優質服務，最終實現對各類型城市信息資源的高效利用。從應用推廣角度來看，時空信息云平臺則是智慧城市建設體系、新型基礎測繪體系的重要“聯系紐帶”，運用信息化技術來搭建功能完善的時空信息云平臺，把城市管理信息、測繪信息同步上傳給時空信息云平臺進行存儲、使用，共享應用海量數據資源，后續在城市規劃、工程建設、市政設施運營管理等場景中提供信息支持。時空信息云平臺的應用模式主要分為網址無縫銜接、功能寄存、系統無縫銜接三種。

1）網址無縫銜接

以網址為基礎，系統網址和云平臺相互銜接，這類銜接模式部署簡單、無需占用平臺資源。

2）功能寄存

也被稱為功能托管，應用者向云平臺提交申請，審核通過后，可以利用系統在平臺內的部署來提供相應服務。該模式便于系統管理，但也存在占用平臺資源的局限性。

3）系統無縫銜接

應用者根據自身需求，向平臺提交申請，平臺在無人工干預情況下，遵循預定規則，動態分配平臺資源，向用戶提供所需服務與相關數據存儲資源，可以在占用少量平臺資源的情況下實現既定應用目標[3]。此外，時空信息云平臺以政府部門、社會公眾與企事業單位作為用戶群體，各類型用戶的服務需求存在明顯差異，如果提供同質化服務內容，則會對服務質量造成明顯影響。因此，要提前做好用戶需求調研工作，準確掌握各類型用戶群體的服務需求，在其基礎上制定專項服務方案，向用戶提供實際需求的標準化服務。

3.2 提供空間基底數據

空間基底數據泛指時空大數據，包含諸多類型具備時間特征、空間特征的數據信息，如帶有時空標簽基礎地理信息、智能感知數據以及專題數據。其中，基礎地理信息是傳統矢量數據、影像數據、數字高程模型在內的4D 數據，和地名地址、地理實體等三維模型數據，收集整理測繪報告，從中提取與智慧城市建設活動相關聯的基礎測繪數據。智能感知數據是智慧城市通過物聯網平臺所獲取帶有時空標識的實時數據信息，包括公安、城管、氣象等領域的監測數據，以及一體化對地觀測系統與城市管理部門提供的感知數據。

1）共享應用

以城市管理部門作為服務對象，提前根據智慧城市建設標準，確定統一時空數據基準，基于統一基準來搭建各部門業務應用系統，政府部門開展業務活動時，直接從時空信息云平臺上調取所需基礎地理時空數據[4]。

2）交換應用

在統一時空數據基準的前提下，各政府管理部門把業務系統產生的專題數據作為交換內容，對同一對象進行統一標識處理，將專題數據提交至時空信息云平臺，實現數據交換目標，從根源上解決信息孤島問題，并通過統一標識預防相同對象數據偏差問題出現。

3）聚合應用

運用大數據、人工智能等信息化技術，建立城市綜合決策系統，把全部類型專題數據備份傳遞給綜合決策系統，對海量數據進行關聯分析，通過增加樣本數量來提高決策精度，取得“1+1＞2”的數據應用效果。

4）挖掘應用

運用時空挖掘技術，對資源庫內的全部時空數據資源進行挖掘分析，掌握客觀發展規律，推演目標事件的未來發展情況。

3.3 構建實景三維場景

實景三維模型是新型基礎測繪體系在智慧城市建設項目中的一項主要應用方法，運用多項現代測繪技術來獲取測繪數據，經過內業處理后，建立實景三維模型，立體化、直觀化與精細化呈現城市整體建設情況，模型屬性涵蓋諸多信息，幫助用戶更加深入地了解城市情況。

1）實景描述

以展示實體對象具體情況為應用目標，既可以把智慧城市整體作為實體對象，也可選擇把單體城市基礎設施、工程實體結構作為實體對象，根據應用要求來確定模型描述內容，必須包含位置信息、尺度信息等基本信息。

2）綜合模擬

結合來源、層次的多源異構數據進行融合處理，實現資源空間優化配置目標，掌握各類數據的關聯情況，在海量數據支持下，以三維實景模型為載體，推演目標事件后續發展過程。

3）社會服務

以人民群眾為服務對象，應通過實景三維模型，將城市服務內容與測繪數據相互聯系，提供更為優質的社會服務，包括無人駕駛、3D導航地圖、智慧停車等[5]。以無人駕駛服務為例，提前收集市政道路沿途點云數據，建立高精度三維地圖，引導車輛沿規劃路線自動行駛。同時，車輛搭建傳感器，實時收集、上傳現場監測信號，根據信號處理結果，極短時間內發現前方障礙物并確定前后車距，必要情況下，啟動自動避障程序，準確躲開前方障礙物，并在確定前方路段擁堵后重新規劃最佳行駛路線。

3.4 創新測繪技術

在我國大力建設智慧城市的背景下，對測繪成果質量提出了更高要求，傳統測繪技術存在時效性差、空間分辨率低下、誤差明顯的局限性，測繪成果逐漸無法滿足使用需求。

以無人駕駛服務為例，交通路況復雜多變，沿用傳統測繪技術無法動態掌握當前交通路況，如果直接根據歷史測繪成果來引導車輛行駛，容易因撞擊前方車輛與各類障礙物而引發交通安全事故。為此，需重點提升測繪精度與測繪成果的時效性，滿足智慧城市建設需求。可以采取衛星遙感測繪技術，通過近地衛星來拍攝地球表面影像，把衛星影像同步發送給專業處理軟件，自動化開展一系列影像處理操作，獲取DOM數字正射影像、DEM數字高程模型等測繪成果，最終把測繪成果提交到時空信息云平臺，動態更新三維實景模型，真實反映實體對象當前情況。

4 結語

綜上所述，新型基礎測繪體系的融合應用，是建設新型智慧城市的重要一環，應用效果與城市建設質量息息相關。在智慧城市建設過程中，要重視新型基礎測繪的運用，積極落實搭建時空信息云平臺、提供空間基底數據、構建三維實景模型、創新測繪技術等多項應用策略，以新型基礎測繪為支撐，順利建成新一代智慧城市，穩步提升城市治理水平。