智慧城市建設中測繪地理信息的應用

摘" 要：該文旨在探究智慧城市建設中測繪地理信息的應用優勢、類型、范圍以及應用策略。該文首先介紹智慧城市建設價值，然后詳細討論測繪地理信息在智慧城市建設中的應用優勢，包括智慧城市感知能力建設、模型信息傳遞、要素內容建設等，并探究測繪地理信息在智慧城市建設中的應用類型。重點提出智慧城市建設中測繪地理信息的應用策略，加強地理信息數據采集，并運用數據挖掘技術搭建構建測繪地理信息工程系統，實現測繪地理信息屬性數據共享與場景漫游，提升智慧城市建設質量和效率。

關鍵詞：智慧城市建設；測繪地理信息；數據共享；地理信息數據采集；場景漫游

中圖分類號：P208""""" 文獻標志碼：A""""""""" 文章編號：2095-2945（2025）04-0193-04

Abstract： This paper aims to explore the application advantages， types， scope and application strategies of surveying and mapping geographic information in the construction of smart city. This paper first introduces the value of smart city construction， and then discusses the application advantages of surveying and mapping geographic information in the construction of smart city in detail， including the construction of smart city perception ability， model information transmission， element content construction， etc.， and explores the application types of surveying and mapping geographic information in the construction of smart city. The application strategy of surveying and mapping geographic information in the construction of smart city is proposed， so as to strengthen the collection of geographic information data， and the paper uses data mining technology to build a surveying and mapping geographic information engineering system， so as to realize the data sharing and scene roaming of surveying and mapping geographic information attributes， and improve the quality and efficiency of smart city construction.

Keywords： smart city construction; surveying and mapping geographical information; data sharing; geographical information data collection; scene roaming

隨著科技的不斷進步和社會經濟的快速發展，智慧城市已成為城市現代化建設的重要方向。智慧城市旨在通過信息技術、物聯網、云計算等手段，實現城市基礎設施、公共服務、社會管理等各方面的智能化和高效化，從而改善居民的生活質量，推動城市的可持續發展。在這一過程中，測繪地理信息的應用顯得尤為關鍵[1]。一方面，測繪地理信息作為獲取、處理、分析和應用地理空間數據的重要手段，可為智慧城市建設提供重要的數據支撐和技術保障，便于技術人員更加精確地掌握城市的空間布局、資源分布、環境狀況等信息，為城市規劃、建設和管理提供科學依據。另一方面，測繪地理信息在智慧城市建設中還發揮著促進資源共享、優化資源配置、提升城市治理效能等多重作用。因此，深入研究測繪地理信息在智慧城市建設中的應用，不僅有助于推動測繪地理信息技術的創新與發展，還能為智慧城市的建設提供有力的技術支撐和實踐指導[2]。

1" 智慧城市建設價值

智慧城市作為現代城市發展的新興模式，其建設價值不僅體現在技術層面的革新，更體現在對城市管理、公共服務、經濟發展以及居民生活質量的全面提升。

一是智慧城市建設有助于提升城市管理效率。通過引入物聯網、大數據、云計算等先進技術，智慧城市能夠實現城市各項資源的實時監控和智能調度，從而優化資源配置，提高管理效率。例如，智能交通系統的建設，可實時感知交通狀況，自動調整交通信號燈的配時和交通路線的規劃，有效緩解交通擁堵問題。同時，智慧城管系統能夠實現對城市環境、市政設施等的全面監控，及時發現和處理各類問題，提升城市管理的精細化水平[3]。

二是智慧城市建設能夠改善公共服務質量。借助信息化手段，智慧城市能夠打破信息壁壘，實現跨部門、跨領域的信息共享和業務協同，為居民提供更加便捷、高效的公共服務。例如，智慧醫療系統能夠實現醫療資源的優化配置和醫療服務的智能化，讓居民享受到更加便捷的醫療健康服務；智慧教育系統則能夠推動教育資源的均衡分布和教育質量的提升，為居民提供更加優質的教育資源。

三是智慧城市建設有助于推動經濟發展。通過智慧城市建設，吸引更多的科技創新和人才聚集，促進產業的轉型升級和創新發展，并推動相關產業的發展，如物聯網、大數據、云計算等新興產業，為城市經濟注入新的活力。此外，智慧城市的建設還能夠提升城市的品牌形象和競爭力，吸引更多的投資和人才，推動城市經濟的持續發展[4]。

2" 測繪地理信息在智慧城市建設中的應用優勢

2.1" 有助于智慧城市感知能力建設

測繪地理信息在智慧城市建設中的應用優勢極為顯著，特別是在深化城市感知能力方面，可依托GPS（全球定位系統）、GDS（全球分銷系統）以及地理信息系統，精準地描繪出城市的實際空間輪廓，并在虛擬世界中構建出一個與之精確對應的數字孿生體。具體而言，測繪地理信息以其卓越的總和應用能力，融匯DEM（數字高程模型）、DSM（數字表面模型）、TDOM（真正射影像）、傾斜攝影三維模型以及激光點云等尖端科技，對城市空間、位置、時空演變及動態變化等多維度信息展開了深度挖掘與全面感知，構建出一個真實、立體且充滿活力的數字化城市鏡像，并在計算機世界中以實景三維的展現形式和高度的可視化效果驚艷亮相。同時，測繪地理信息也為城市管理者提供實時、精準的城市運轉數據支持，使得城市管理者能夠實時監測城市的運行狀態，及時發現并處理各類問題，從而提高城市管理的效率與水平[5]。

2.2" 有助于智慧城市模型信息傳遞

測繪地理信息作為智慧城市模型信息傳遞的核心技術，是城市現代化建設的基石，也是推動智慧城市發展的強大引擎。

1）在構建城市實景三維數據庫的過程中，測繪地理信息技術借助先進的2D（二維）、3D（三維）、DEM、DOM、TDOM以及BIM（建筑信息化模型）等技術，打造出集地形級、城市級、部件級等多維度內容于一體的實景三維數據庫，以實現城市信息的精確提取和高效利用。

2）測繪地理信息技術在地形級實景三維建設中，利用2D技術勾勒出地形地貌細微特征；利用DEM技術深入洞察地形的起伏變化；利用DOM、TDOM技術全面提取地理信息，細膩呈現出地表紋理。同時，利用感知技術和數據處理手段，實時獲取城市各類設施、交通狀況和環境質量等信息，為城市服務規劃提供全面數據支持。此外，復雜的地形地貌以直觀的三維形式展現出來，并對其進行空間量算分析，精準評估城市實景建設指標。

3）在上述技術應用的基礎上，增加激光點云技術快速掃描城市空間，獲取點云數據，呈現城市形態和結構。同時，運用傾斜攝影三維模型，通過多角度、高清晰度的影像采集，全方位呈現城市空間。此外，運用模型三維技術，對城市模型的切割、剖分、測量等操作，能夠獲取到更為豐富的城市空間信息，為城市服務的精細化管理提供重要的決策依據。

4）在構建實景三維模型的基礎上，利用先進的數據輸出模式，實現計算機展現與數據服務關聯。其中，矢量瓦片技術以其高效、靈活的特點，為大規模地理數據的快速渲染和交互提供了可能；WFS（網絡要素服務）、WMS（網絡地圖服務）、WMTS（Web地圖瓦片服務）等網絡服務協議實現地理信息的在線發布和共享，使得不同部門和機構之間更加便捷地進行數據交換和協作；S3M（面向未來的三維地理信息系統標準）、L3S（樹結構組織大體積量三維數據）、3D Tiles（數據分層結構）等三維數據格式可進一步豐富三維地理信息的表達方式和應用場景。

2.3" 有助于智慧城市要素內容建設

在智慧城市建設中，測繪地理信息的應用可深入洞察城市的每一個角落，獲取地理實體及物聯感知數據等眾多目錄下的關鍵信息，涵蓋水系、交通、建筑物、構筑物、場地設施、管線和地名地址等眾多基礎地理實體的詳細內容，呈現出一個立體、多維度的城市畫卷，并展示城市空間布局和相互關系，如方位、大小、體積、速度和距離等。同時，通過時空數據的整合與分析，為智慧城市描繪出過去、現在及未來的城市時間脈絡，清晰地看到城市的發展軌跡和未來趨勢，為城市規劃和決策提供有力的支持[6]。此外，在智慧城市的日常運轉，測繪地理信息能夠為各類城市運轉信息打上時空標簽，使其不再是孤立的數字，而是具有實用價值的信息資產，便于了解城市運行動態和規律，進而使得這些數據更加具有針對性和實用性。

3" 測繪地理信息在智慧城市建設中的應用類型

3.1" 地面移動測量系統

地面移動測量系統作為獲取城市三維模型和真實地理圖像的核心技術，以其高效、準確的特點，為城市規劃和管理提供強大的支持。具體而言，地面移動測量系統通過搭載先進的傳感器和測量設備，實時采集城市各個角落的三維空間數據，包含地形地貌、建筑物結構等靜態信息以及交通流量、人流密度等動態信息，直觀呈現出城市的空間布局和運行情況。同時，利用慣性導航系統，測量車輛的動態變化，實時計算出車輛的姿態、速度和加速度等參數，經過精確采集和處理后，利用云計算技術進行深度分析和挖掘，能夠為智慧城市決策提供有力的信息支持。此外，地面移動測量系統還應用低空無人機工作原理，靈活、高效地獲取城市的高分辨率影響數據，全面反映城市真實狀況。

3.2" 遙感技術

在智能城市建設中，遙感技術的應用主要利用遙感平臺和傳感器，從遠距離獲取地面目標對象的電磁波信息，經過處理和分析后為城市管理者提供豐富的地理信息和數據支持。首先，在城市規劃方面，遙感技術實時獲取城市的地形地貌、植被覆蓋、土地利用等詳細信息，通過對比分析不同時間段的遙感數據，可以了解城市擴張的速度和方向，用于城市生態環境評估，制定更加環保和可持續的城市發展策略。其次，在資源分配方面，遙感技術可以分析城市的水資源、土地資源等自然資源的分布和變化進而監測城市能源使用情況，為節能減排和可持續發展提供技術支持[7]。再次，在災害監測和預警方面，遙感技術通過實時監測和分析遙感數據，及時發現地震、洪澇、火災等自然災害的征兆，為災害預警和應急響應提供寶貴的時間窗口，而且還能評估災害的影響范圍和損失程度，為災后重建和恢復提供科學依據。最后，在交通管理方面，遙感技術通過安裝在交通要道的遙感設備，實時監測交通流量、車速等信息，進而優化交通信號控制、調整交通路線等，提高道路利用率和交通運行效率。同時，遙感技術還可以用于監測違章停車、非法占道等行為，為交通執法提供有力支持。

3.3" 傾斜攝影技術

傾斜攝影技術屬于近幾年來快速發展起來的測繪地理信息獲取手段，可為智慧城市建設提供全新視角和有效數據支撐，通過搭載在無人機或多旋翼飛行器上的高清相機，從多個傾斜角度對城市進行拍攝，獲取豐富且真實的三維地理信息數據，經過專業軟件處理后生成高精度、高清晰度的三維城市模型。傳統城市規劃設計往往依賴于二維圖紙和少量的現場勘查數據，難以全面、直觀地反映城市的真實情況，而傾斜攝影技術生成的三維模型，可以讓規劃者如同身臨其境一般，對城市的空間布局、建筑物分布、交通網絡等進行全方位的觀察和分析，有效提高規劃設計的科學性和準確性。同時，在多個規劃方案之間進行比較時，傾斜攝影技術的三維模型可展示不同方案的差異與優劣，實施控高分析，掌握城市建筑物的高度、間距等參數[8]。此外，傾斜攝影技術還可以用于智慧城市的淹沒分析，結合地形地貌、水系分布等地理信息數據，模擬不同降雨條件下的城市積水情況，預測潛在的積水區域和面積，為城市的防洪減災工作提供數據支持，從而制定應對措施降低自然災害對城市的影響。

3.4" 激光雷達技術

激光雷達技術通過發射激光光束并測量其反射回來的時間，實現高精度的距離測量，在智慧城市建設中，這一技術憑借其高精度、高效率、無接觸測量等優勢，正在得到越來越廣泛的應用。在城市地形及建筑物數據獲取方面，通過搭載在無人機或地面車輛上的激光雷達設備，快速掃描城市區域，獲取大量的點云數據，經過處理后生成高精度的三維地形模型和建筑物模型，為城市規劃者提供詳盡而準確的空間信息；在城市環境監測方面，實時監測城市中的空氣質量、植被覆蓋情況、水體污染等環境問題，并對城市熱島效應、噪聲污染等現象進行分析，為環境保護和治理提供數據支持；在交通管理方面，實時獲取道路平整度、積水情況等信息，為道路維護和修復提供依據，并進行高精度的車輛檢測和跟蹤，為智能交通系統提供重要的數據源；在城市公共安全監控方面，可用于火災監測、洪水預警，及時發現火災等安全隱患，并迅速啟動應急預案。

4" 智慧城市建設中測繪地理信息的應用策略

4.1" 加強地理信息數據采集

在智慧城市建設中，測繪地理信息的應用，應深入理解二者之間的聯系，明確智慧城市建設的基礎標準與核心素養、決策管理與地理信息管理之間的相互作用關系，進而確保在層次管理和全方位控制中實現有效的地理信息應用。同時，加強地理信息數據采集，通過智能化決策，精準把握地理信息，并對這些信息進行詳細的整合與分析。在這個過程中，可利用無人機等現代測繪工具，快速獲取信息參數，并對相關信息進行及時、高效的處理。此外，在城市化發展的過程中，還需要密切關注城市地區的發展情況，并加大地理測繪信息的使用力度，深入探討各系統之間的聯系，加強各系統之間的溝通與協作，更好地發揮測繪地理信息在智慧城市建設中的作用[9]。例如，將地理信息數據與城市規劃、交通管理、環境保護等各個領域相結合，實現城市資源的優化配置，提高城市管理的效率和水平，從而推動城市的可持續發展。

4.2" 構建測繪地理信息共享系統

在智慧城市建設中，測繪地理信息的應用已經深入到土地、水、能源和環境等資源規劃與城市空間布局、改造與建設中，但是當前技術在挖掘地理信息的內在規則和模式方面尚存在不足，未能完全揭示其深層價值和潛力，還需探究測繪地理信息共享系統的構建。對此，以數據挖掘技術為基礎，結合數據倉庫理念，設計出具有創新性的地理信息共享系統（圖1），實現空間數據的形式化表示與分析，并將人工智能、專家系統等技術融入其中，將地理信息與場景內容的時空分布、屬性相關性等以直觀、可視化的方式呈現出來。

在硬件設備選型方面，為確保測繪地理信息的高效安全共享，可增設網絡傳送模塊，以無縫連接業務端與客戶端，保障數據的流暢傳輸與實時同步。同時，以移動中央服務器為核心，構建系統架構（圖2），實現測繪地理信息的集中管理與統一調度，提升系統可擴展性與穩定性。此外，基于網絡RS422協議建設傳輸鏈路，確保數據準確可靠傳輸。

在系統架構與硬件設備選型的基礎上，深度整合數據挖掘技術，特別采用最小二乘計算法，構建測繪地理信息線性函數模型，實現地理信息的高效格式轉換。同時，借助網絡環境，依據元數據規范，集中管理各功能單位和城市基礎GIS（地理信息系統）元數據，創建統一的元數據服務中心，有效提升數據的可查詢性和可訪問性。此外，在功能模塊服務器上部署Web服務部件，對智慧城市中不同類型、區塊的數據進行標準化處理，遵循OpenGIS（開放的地理數據互操作規范）的OGC Web（地圖服務簡介）服務規范，實現測繪地理信息屬性數據的標準化傳輸，促進不同模塊與場景間的信息共享與漫游。

5" 結論

綜上所述，測繪地理信息在智慧城市建設中扮演著重要角色，通過集成多種先進的傳感器和測量設備，能夠實時、準確地采集城市的三維空間數據，為城市規劃和管理者提供更加直觀、精細的城市空間布局和運行情況的視圖，為決策提供有力的信息支持。此外，應繼續加強測繪地理信息的應用和研究，實現信息共享與數據漫游，為智慧城市的智能化、智慧化發展注入更多動力。

參考文獻：

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