基于360°實(shí)景影像移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)的智慧城市設(shè)施管理

孔凡合

（河北省地礦局第十一地質(zhì)大隊(duì)，河北邢臺(tái)054000）

天寶測(cè)繪解決方案專欄

基于360°實(shí)景影像移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)的智慧城市設(shè)施管理

孔凡合

（河北省地礦局第十一地質(zhì)大隊(duì)，河北邢臺(tái)054000）

基于當(dāng)代高新技術(shù)構(gòu)建的網(wǎng)格化城市管理模式是提高城市管理水平的關(guān)鍵舉措之一。數(shù)字化城市管理是采用“萬(wàn)米單元網(wǎng)格”管理方法和城市部件管理方法相結(jié)合的方式。城市管理新模式的主要內(nèi)容有:一是在管理空間的劃分上精細(xì)化，二是在城市管理對(duì)象的管理上數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)城市管理空間細(xì)化和管理對(duì)象的精確定位。城市基礎(chǔ)設(shè)施部件是城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)活動(dòng)的基本載體，是真正屬于城市的不可移動(dòng)的要素。準(zhǔn)確掌握城市部件的內(nèi)容、數(shù)量、狀態(tài)、位置、屬性，使城市管理由定性變?yōu)槎?、由靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)、由單一變?yōu)榫C合、由滯后變?yōu)閷?shí)時(shí)，是實(shí)施有效城市管理的前提，也是提高城市管理效率的根本要求。

數(shù)字城市網(wǎng)格化管理的主要目的是采用GIS、GNSS、移動(dòng)通信、網(wǎng)絡(luò)傳輸、計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)，快速、高效、準(zhǔn)確定位城管事件問(wèn)題，確定事件責(zé)任單位及處理部門，快速解決問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)有些城市已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)采集建庫(kù)及信息系統(tǒng)搭建工作。然而，在各地網(wǎng)格化城市管理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，往往由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（包括基礎(chǔ)地形圖、部件數(shù)據(jù)等）的原因，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行或發(fā)揮預(yù)期的作用，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性差；②周邊環(huán)境信息描述不足；③缺少記錄城市實(shí)景或歷史實(shí)景的數(shù)據(jù)，影響執(zhí)法公平公正；④普通的電子地圖數(shù)據(jù)是把數(shù)據(jù)加工后給用戶，用戶不能參與量測(cè)和挖掘。

一、Trimble 360°實(shí)景影像移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)MX7

Trimble MX7是一套安裝在各種移動(dòng)載體平臺(tái)上的空間影像獲取系統(tǒng)。該系統(tǒng)將工業(yè)化的高分辨率360°全景數(shù)字相機(jī)、高精度的定位定姿子系統(tǒng)、大容量的存儲(chǔ)子系統(tǒng)及工控組件等緊密集成為一體化系統(tǒng)，用于獲取具有地理參考信息的全景數(shù)字圖像，滿足資產(chǎn)清查與管理、影像日志獲取及GIS數(shù)據(jù)更新。該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）連接方式，用觸摸式平板電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)采集控制，在車輛高速行進(jìn)過(guò)程中，能快速采集道路及各種附屬設(shè)施的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1　Trimble MX7系統(tǒng)組成與安裝

二、360°實(shí)景影像移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)MX7在城市資產(chǎn)管理中的優(yōu)勢(shì)

城市設(shè)施管理是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要對(duì)不同時(shí)期城市各種基礎(chǔ)設(shè)施部件數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合對(duì)比分析。因此，各種城市設(shè)施地物特征數(shù)據(jù)采集也要求定期、定時(shí)進(jìn)行。通過(guò)360°實(shí)景影像移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)MX7進(jìn)行道路數(shù)據(jù)采集，具有以下優(yōu)勢(shì):

1）不影響道路的正常運(yùn)行，數(shù)據(jù)采集快速高效（測(cè)繪車行駛速度可達(dá)60～120 km/h），數(shù)據(jù)精度高。

2）系統(tǒng)位置、姿態(tài)信息的獲取采用GNSS輔助慣導(dǎo)的集成解決方案，能克服GNSS信號(hào)失鎖問(wèn)題。

3）一套系統(tǒng)即可在較短時(shí)間內(nèi)完成城市道路沿線所有數(shù)據(jù)的一次性采集，既保證了高質(zhì)量、高一致性的數(shù)據(jù)獲取，同時(shí)也降低了數(shù)據(jù)采集成本。

4）系統(tǒng)組件具有高穩(wěn)定可靠性，在城市立交橋、隧道等復(fù)雜環(huán)境下運(yùn)行穩(wěn)定，能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作業(yè)。

5）系統(tǒng)無(wú)需檢校標(biāo)定，安裝與拆卸靈活，可根據(jù)公路建設(shè)與管理的需求，按照不同周期進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

6）通過(guò)獲取的360°高清數(shù)字圖像數(shù)據(jù)可進(jìn)行道路各種設(shè)施、路面等特征地物的識(shí)別提取，以及相應(yīng)的空間三維量測(cè)與分析。

三、360°實(shí)景影像移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)MX7數(shù)據(jù)采集與處理

Trimble MX7作業(yè)包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理兩大步驟。數(shù)據(jù)采集時(shí)要進(jìn)行系統(tǒng)安裝、基站（或控制點(diǎn)）布設(shè)與MX7移動(dòng)數(shù)據(jù)采集（POS數(shù)據(jù)/數(shù)字全景圖像數(shù)據(jù)采集）；內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理包括定位定姿數(shù)據(jù)解算、數(shù)字全景圖像數(shù)據(jù)地理參考重建、提取成果數(shù)據(jù)等。

四、360°實(shí)景影像移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)MX7在智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施管理中的應(yīng)用

目前，Trimble 360°實(shí)景影像移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)MX7在智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施管理中的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面:城市道路基礎(chǔ)空間地理數(shù)據(jù)獲取與更新、市政資產(chǎn)管理、360°實(shí)景影像在線發(fā)布與瀏覽等。

1.城市道路基礎(chǔ)空間地理數(shù)據(jù)獲取與更新

隨著城市公眾地圖服務(wù)等業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，對(duì)道路基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)獲取與更新提出了更高的要求，要求獲取的道路數(shù)據(jù)具有高精度、高可靠性與現(xiàn)實(shí)性。通過(guò)MX7系統(tǒng)快速獲取的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)可以滿足各種不同的應(yīng)用需求。

通過(guò)MX7系統(tǒng)數(shù)據(jù)后處理平臺(tái) Trident Imaging，可基于MX7系統(tǒng)獲取的360°實(shí)景影像創(chuàng)建車道線、道路邊線、交通標(biāo)志標(biāo)牌、信號(hào)燈、匝道、平交道口等公路基礎(chǔ)空間地理數(shù)據(jù)；同時(shí)也可以將不同時(shí)期已有的公路基礎(chǔ)空間地理數(shù)據(jù)加載疊加到最新采集的公路實(shí)景影像數(shù)據(jù)上，對(duì)原有基礎(chǔ)空間地理數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯與更新。

2.市政資產(chǎn)管理

城市道路沿線兩側(cè)的市政設(shè)施有護(hù)欄、里程樁、路燈、通信電桿、公路通信、監(jiān)控、緊急電話、交通標(biāo)志、信息顯示屏、綠化帶等。在智慧城市運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種資產(chǎn)因損壞、交通誘導(dǎo)指示變化等因素發(fā)生空間位置或信息變更，因此，需要不定期地對(duì)各種設(shè)施進(jìn)行維護(hù)與更新。在維護(hù)更新時(shí)需要對(duì)各種資產(chǎn)進(jìn)行精確定位，這些位置信息的獲取要通過(guò)公路資產(chǎn)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)獲得；同時(shí)對(duì)發(fā)生變更或已作維護(hù)的設(shè)施應(yīng)記錄到公路資產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫(kù)中，做到公路資產(chǎn)現(xiàn)狀與公路資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)高度一致。通過(guò)360°實(shí)景影像移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)MX7可以創(chuàng)建所有資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)也可基于實(shí)景影像對(duì)資產(chǎn)維護(hù)信息進(jìn)行快速更新。

3.城市三維實(shí)景影像在線發(fā)布與瀏覽

360°實(shí)景影像移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)MX7獲取的360°街景影像與城市道路矢量地圖數(shù)據(jù)集成，構(gòu)成三維實(shí)景影像與二維電子地圖聯(lián)動(dòng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布后，市政管理人員可在二三維實(shí)景影像地圖上進(jìn)行市政資產(chǎn)的空間量測(cè)、維護(hù)信息查詢等。如圖2所示。

圖2　三維實(shí)景影像與二維電子地圖在線發(fā)布

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著智慧城市建設(shè)的不斷發(fā)展，相繼出現(xiàn)了一些用于城市部件監(jiān)測(cè)與管理的三維可視化監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)。目前這些管理平臺(tái)均缺乏有效的空間數(shù)據(jù)的支持，平臺(tái)的監(jiān)測(cè)管理功能難以充分發(fā)揮。而通過(guò)Trimble 360°實(shí)景影像移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)MX7獲取的連續(xù)可量測(cè)實(shí)景圖像可生成城市部件GIS數(shù)據(jù)庫(kù)。在城管信息化應(yīng)用中，GIS數(shù)據(jù)與可量測(cè)的實(shí)景圖像完美結(jié)合，不但優(yōu)化了城管工作流程，也進(jìn)一步拓展了城管信息系統(tǒng)的功能，使其從原來(lái)的二維網(wǎng)格管理升級(jí)為實(shí)景化的城市管理系統(tǒng)。相信隨著車載360°實(shí)景影像移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)在智慧城市市政資產(chǎn)管理應(yīng)用中的不斷發(fā)展，一定能大大提升市政資產(chǎn)的管理水平。

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（本專欄由天寶測(cè)量部和本刊編輯部共同主辦）