基于3S技術(shù)的數(shù)字城市空間管治動(dòng)態(tài)信息采集分析

徐帥　許玲　耿子媛　白林夏

摘 要：本文對(duì)數(shù)字城市空間管治動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模型進(jìn)行了分析，并提出了以3S技術(shù)為依托的數(shù)字城市空間管治動(dòng)態(tài)信息采集與技術(shù)處理體系，希望能夠給相關(guān)從業(yè)者提供參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù)；數(shù)字城市；空間管治；動(dòng)態(tài)信息采集

隨著社會(huì)的進(jìn)步，城市化進(jìn)程不斷加快，現(xiàn)代技術(shù)給城市建設(shè)注入諸多活力。我國(guó)許多城市已經(jīng)開(kāi)展了信息高速公路的敷設(shè)，以此來(lái)建立具備現(xiàn)代化技術(shù)的數(shù)字城市。所謂的數(shù)字城市指的是將信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與城市管理相結(jié)合，是四維空間中真實(shí)城市對(duì)數(shù)字化的重新認(rèn)知，能夠有效解決城市中的資源、人口、環(huán)境等問(wèn)題。開(kāi)展城市空間管治，對(duì)實(shí)現(xiàn)城市的持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、城市空間的集約使用等有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

一、數(shù)字城市空間管治的信息流程

一般將數(shù)字城市空間管治的信息流程分成四部分，分別是信息的采集、處理、數(shù)字產(chǎn)品加工以及管理服務(wù)。信息應(yīng)用在城市規(guī)劃、土地管理等職能部門，以及社會(huì)組織的管制決策環(huán)節(jié)。

二、數(shù)字城市空間管治動(dòng)態(tài)信息采集與3S技術(shù)

對(duì)于數(shù)字城市來(lái)說(shuō)，最核心的內(nèi)容就是信息化，也就是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、可視化、智能化的整個(gè)過(guò)程，其中最為基礎(chǔ)的就是城市信息化。GIS（地理信息系統(tǒng)）、RS（遙感）以及GPS（全球定位系統(tǒng)）是目前獲取動(dòng)態(tài)空間信息、分析、存儲(chǔ)等主要技術(shù)，可將其視作數(shù)字城市空間的基礎(chǔ)技術(shù)，RS能夠感知城市空間變化，以及城市自身受到的外界影響，并將信息第一時(shí)間傳送到GIS；GPS能夠?qū)⑺行畔⑿纬傻臅r(shí)空特征進(jìn)行準(zhǔn)確定位。利用GIS處理平臺(tái)的空間分析功能，能夠做出最為合理的空間管治決策，并將空間狀態(tài)報(bào)告進(jìn)行發(fā)生。所以，3S技術(shù)是建設(shè)數(shù)字化城市空間管治動(dòng)態(tài)信息采集的基本方法。

三、數(shù)字城市空間管治動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模型

以監(jiān)測(cè)城市空間動(dòng)態(tài)變化信息、采集與處理為基礎(chǔ)的，面向3S技術(shù)形成的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模型，具備數(shù)字化、智能化、高動(dòng)態(tài)等特點(diǎn)。

（一）城市空間信息獲取平臺(tái)

一般是以地面與空間技術(shù)信息采集系統(tǒng)、信息數(shù)字化采集系統(tǒng)為城市空間信息獲取平臺(tái)，對(duì)城市空間的動(dòng)態(tài)變化實(shí)現(xiàn)全方位、多角度、立體式的監(jiān)測(cè)與跟蹤。其中，特殊的信息采集系統(tǒng)為環(huán)境信息采集系統(tǒng)與地面光譜信息采集系統(tǒng)。CDD數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)通常用于城市景觀模型信息采集與地面數(shù)字?jǐn)z影等方面。

（二）城市空間信息處理平臺(tái)

一般將3S技術(shù)信息處理平臺(tái)以及大比例尺圖形編輯平臺(tái)作為支撐平臺(tái)。按照城市空間管治信息以及城市空間動(dòng)態(tài)變化信息進(jìn)行分類處理，成立城市空間管治信息方法庫(kù)，遵照城市空間管治標(biāo)準(zhǔn)化信息進(jìn)行分類，對(duì)面向城市空間管治決策各類信息進(jìn)行支持。

（三）城市空間信息管理平臺(tái)

通常是將城市空間管治信息采集、城市空間動(dòng)態(tài)變化信息集約在城市空間管治決策系統(tǒng)中，城市空間管治信息庫(kù)以及城市空間動(dòng)態(tài)變化信息以數(shù)字通訊系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，利用信息流程向城市空間管治給予實(shí)時(shí)服務(wù)。

四、基于3S技術(shù)的數(shù)字城市空間管治動(dòng)態(tài)信息采集體系

本文主要對(duì)3S技術(shù)下的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息采集體系進(jìn)行分析。

（一）基于3S技術(shù)的動(dòng)態(tài)信息采集總體技術(shù)框架

對(duì)于城市空間的結(jié)構(gòu)變化中的幾何特性進(jìn)行針對(duì)性的技術(shù)設(shè)計(jì)，采取了監(jiān)控變化中的高分辨率RS傳感器與高動(dòng)態(tài)的DGPS-RTK信息采集系統(tǒng)和較為靈活的三維激光空間信息掃描采集系統(tǒng)，將三者進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成動(dòng)態(tài)、多維的數(shù)字城市空間管治動(dòng)態(tài)信息采集體系。

（二）DGPS-RTK信息采集系統(tǒng)技術(shù)體系

精度較高的GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)是目前數(shù)字城市空間信息主要的獲取平臺(tái)，為了有效避免在應(yīng)用時(shí)受到對(duì)流層的影響，使DGPS-RTK的工作效率得到進(jìn)一步提升，一般可通過(guò)虛擬參考站技術(shù)形成空間定位框架，就能有效解決上述問(wèn)題。DGPS-RTK是以載波觀測(cè)值為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，能夠適用在不受訪問(wèn)數(shù)量限制的三維信息采集。以此為基礎(chǔ)，參考站能夠?qū)Ψ?wù)器進(jìn)行訪問(wèn)，對(duì)解調(diào)器進(jìn)行調(diào)制，將觀測(cè)值的坐標(biāo)信息通過(guò)電磁波向監(jiān)測(cè)站發(fā)生。監(jiān)測(cè)站將采集到的GPS信號(hào)觀測(cè)數(shù)據(jù)和參考站觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)標(biāo)注出監(jiān)測(cè)站的空間坐標(biāo)。

（三）RS傳感器信息采集技術(shù)體系

RS傳感器能夠適用于監(jiān)測(cè)城市空間的變化動(dòng)態(tài)信息，其中又分為單臺(tái)傳感器與單傳感器。單臺(tái)傳感器能夠獲得光譜信息，單傳感器是以立體觀測(cè)的形式為主。除了這兩種傳感器外，還包括合成孔徑雷達(dá)傳感器（多波段、高光譜分辨率、多極化微波成像），方便在較寬的電磁領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)更為復(fù)雜的城市空間動(dòng)態(tài)變化信息以及光譜能力差異，并以窄波段、大波數(shù)獲得空間變化中的連續(xù)光譜，使監(jiān)測(cè)精度得到進(jìn)一步提升。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文以城市空間結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分析了數(shù)字城市空間管治監(jiān)測(cè)模型，并研究了以3S技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字城市空間管治動(dòng)態(tài)信息采集體系，為數(shù)字城市的信息采集處理提供了新思路，希望能夠給數(shù)字化城市的建設(shè)做出一定貢獻(xiàn)。

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