智慧城市建設(shè)中測繪地理信息的應(yīng)用與發(fā)展

正元地理信息集團(tuán)股份有限公司 張濤

現(xiàn)如今，我國有超過12個主要城市被納入智慧城市建設(shè)計劃，這表明我國已經(jīng)開始建設(shè)并實施智慧城市，在建設(shè)過程中，結(jié)合計算機(jī)技術(shù)是必不可少的，這兩項技術(shù)是建設(shè)智慧城市的重要內(nèi)容，它們使城市化管理更加智能化、科學(xué)化。測繪地理信息技術(shù)與城市規(guī)劃密不可分，智慧城市的建設(shè)必須依賴地理信息，科學(xué)準(zhǔn)確的地理信息將有利于智慧城市的建設(shè)。如果在建設(shè)智慧城市過程中缺乏一定的地理信息，那么，建設(shè)智慧城市將是困難的。

一、智慧城市

目前，對于智慧城市的概念我國并沒有統(tǒng)一的定義。IBM在《智慧的城市在中國》中指出，智慧城市可以綜合利用信息通信技術(shù)對關(guān)鍵信息進(jìn)行預(yù)測、分析并將其整合到關(guān)鍵系統(tǒng)中。我們通過智能手段滿足人們生活、公共安全和環(huán)境保護(hù)的多樣化需求，創(chuàng)造美好生活。總的來說，智慧城市是城市發(fā)展的高級階段，它主要依靠的是“鮮活，大量”的數(shù)據(jù)，在保證信息服務(wù)質(zhì)量和流量的同時，自動處理海量數(shù)據(jù)信息。從配置上看，智慧城市也可以理解為在計算機(jī)化的數(shù)字城市基礎(chǔ)上實現(xiàn)全信息識別，再結(jié)合云計算處理海量數(shù)據(jù)和信息，形成新的生態(tài)系統(tǒng)。

二、測繪地理信息

測繪地理信息是指利用全球定位系統(tǒng)和地理空間信息系統(tǒng)對地理信息進(jìn)行研究，然后對采集到的地理信息進(jìn)行測量和制圖。在整個地理信息調(diào)查過程中，通過人工或設(shè)備記錄原始地貌，然后結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)繪制圖形，主要涉及測繪點的位置、屬性和形狀，根據(jù)排序后的數(shù)據(jù)繪制三維平面圖，主要處理測量和繪圖兩個方面。

三、測繪地理信息在智能城市建設(shè)中的作用

（一）拓寬智慧城市的智能化領(lǐng)域

智慧城市建設(shè)是深入廣泛的城市化建設(shè)，涉及交通、電力、教育、醫(yī)療等諸多領(lǐng)域。為推動智慧城市的快速建設(shè)和發(fā)展，需要重點關(guān)注新興城市建設(shè)技術(shù)的應(yīng)用和擴(kuò)散。測繪地理信息技術(shù)不僅適用于城市交通，而且具有廣泛的應(yīng)用。地理信息形成了城市各個區(qū)域?qū)?yīng)的地理坐標(biāo)，構(gòu)建了相應(yīng)的虛擬信息系統(tǒng)。通過地理信息系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)實時定位、跟蹤和監(jiān)控，擴(kuò)大了范圍。

（二）為智慧城市管理決策提供依據(jù)

當(dāng)前社會已經(jīng)進(jìn)入一個新時期，信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用，可以說現(xiàn)代社會是一個信息社會，信息社會就像是一個系統(tǒng)，將所有的信息節(jié)點連接在一起，其節(jié)點的連接是智慧城市建設(shè)和發(fā)展過程中比較重要的內(nèi)容。對智慧城市來說，它主要有三個信息節(jié)點，第一個信息節(jié)點是地理空間信息，第二個是時空信息，第三個是測繪服務(wù)系統(tǒng)。測繪地理信息系統(tǒng)為智慧城市的建設(shè)起到了一定的借鑒和推動作用，它可以促進(jìn)智慧城市的管理、決策等，測繪地理信息系統(tǒng)根據(jù)測繪到的地理信息，左右人類的行為，提高人們的生活水平。一般來說，人們在日常生活中最常用的測繪地理信息系統(tǒng)其實就是電子地圖、專題地圖以及遙感影像。測繪地理信息系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)更高效、更準(zhǔn)確、更及時，這也就為智慧城市的發(fā)展和管理決策提供了幫助。地理信息系統(tǒng)對于智慧城市的建設(shè)和發(fā)展具有重要的意義，它在智慧城市的建設(shè)工程中有著不可磨滅的地位和作用，測繪地理信息系統(tǒng)主要利用信息系統(tǒng)對城市的各個方面進(jìn)行信息采集和監(jiān)督，為城市建設(shè)提供實時的數(shù)據(jù)，對于智慧城市來說，測繪地理信息系統(tǒng)為其決策管理提供了更有保障的服務(wù)，它是建設(shè)智慧城市的保障，是提高城市發(fā)展水平的前提。

（三）實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合處理

由于地理信息數(shù)據(jù)量大，且不同地點、不同時間的地理信息數(shù)據(jù)不盡相同，因此必須遵循所有權(quán)、時間和空間的原則，才能對地理數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分類。屬性原則分為客觀屬性和主觀屬性。所謂客觀屬性是指現(xiàn)實中存在的內(nèi)容，如土地測量、城市測繪中已有道路的名稱，主觀屬性是指調(diào)整自然或人為因素。GIS技術(shù)在測繪地理信息系統(tǒng)中的作用是比較重要的，它主要是在開展業(yè)務(wù)時，使用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)對所測繪到的信息進(jìn)行分類，然后根據(jù)信息進(jìn)行建模，以分析測量圖形與GIS圖層之間的相似性。GIS是一種具有智能識別能力的測繪技術(shù)，可以在數(shù)據(jù)處理過程中自動識別各個數(shù)據(jù)的空間屬性和關(guān)系，使數(shù)據(jù)空間與對象緊密相連。現(xiàn)有的測繪方法在轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)時存在線和點分離的問題，往往不能保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

四、測繪地理信息在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用

（一）地面移動測量系統(tǒng)

地面移動測量系統(tǒng)可以實時獲取城市地理結(jié)構(gòu)的三維模型和真實圖像，是城市空間信息采集的基礎(chǔ)和核心。獲取的城市模型和實景圖像為城市空間信息系統(tǒng)提供實景圖像支持。測量地面運動的方法有很多種，低空無人機(jī)是目前智慧城市收集地理信息的主要測量工具。測量理論是建立在三維城市模型的基礎(chǔ)上，通過采集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，進(jìn)行云計算，構(gòu)建一個集采集、數(shù)據(jù)存儲、分析、處理于一體的信息云平臺。地面移動測量系統(tǒng)主要是采用無人機(jī)進(jìn)行低空作業(yè)，其主要原理是在無人機(jī)上安裝攝像頭，可通過攝像頭對城市的各個角落進(jìn)行拍照，收集信息，在此過程中會使用到測繪地理信息系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計算，保證所拍的照片更加準(zhǔn)確。其實還可以將獲取的城市的信息融入三維模型當(dāng)中，這樣就可以將所采集的信息與實際情況進(jìn)行融合，所拍的照片也更具有實時性和準(zhǔn)確性。

（二）遙感技術(shù)

遙感技術(shù)在智慧城市建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，很早就開始使用地理空間測繪技術(shù)，并已廣泛應(yīng)用于向智慧城市的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。從本質(zhì)上講，遙感技術(shù)是人類視覺的延伸，利用遙感平臺、傳感器以及遙感信息的傳播和處理，獲取城市地貌的影像信息。當(dāng)前在使用遙感技術(shù)時，會將其與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，提高了信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和實時性，對于智慧城市來說，遙感技術(shù)是一項重要的技術(shù)，而在我們現(xiàn)在的生活中，遙感技術(shù)有著非常重要的作用，它在很多領(lǐng)域都得到了充分運用，對于人們生活水平的提高有著非常重要的意義。它利用遙感技術(shù)向人類提供動態(tài)實時信息，并為建設(shè)智慧城市提供信息服務(wù)。同時，可以根據(jù)城市監(jiān)測數(shù)據(jù)科學(xué)規(guī)劃城市道路，促進(jìn)智慧城市的可持續(xù)發(fā)展。例如，遙感技術(shù)從單元地塊中提取信息，利用遙感獲取單元地塊的實時圖像，提供現(xiàn)實世界的高分辨率圖像，以獲得土壤地形的詳細(xì)信息，指導(dǎo)城市道路建設(shè)或農(nóng)業(yè)發(fā)展。

（三）傾斜攝影技術(shù)

傾斜攝影測量技術(shù)是遙感技術(shù)、空間技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新型測繪技術(shù)?；趦A斜照片，利用安裝在飛行平臺上的攝像頭從多個層面和角度捕捉測繪對象，獲取土壤中對象的詳細(xì)準(zhǔn)確信息，并通過建模獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。使用傾斜圖像獲取數(shù)據(jù)后，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的處理，以確保該數(shù)據(jù)的真實價值。基于此，對從照片中獲取的數(shù)據(jù)的要求比較高。在實際操作中，應(yīng)注意以下幾點：首先，應(yīng)檢查無人機(jī)拍攝的真實彩色數(shù)碼圖像。其次，彩色數(shù)字圖像的分辨率必須滿足精度要求。第三，要保證攝影圖像準(zhǔn)確、高質(zhì)量，關(guān)鍵是要保證高清晰度和高對比度。最后，必須確保照片的重疊程度滿足對數(shù)據(jù)分析的要求。因此，傾斜攝影測量對于建設(shè)智慧城市具有很好的應(yīng)用價值。

（四）LIDAR系統(tǒng)

LIDAR系統(tǒng)由激光數(shù)據(jù)處理模塊、地形建模模塊、系統(tǒng)校正模塊和前像校正四部分組成，應(yīng)用范圍廣泛，分析數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用，利用DEM高精度LIDAR數(shù)字土壤模型與GIS系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建和完善數(shù)字城市系統(tǒng)，更新實時數(shù)據(jù)，建設(shè)高密度三維虛擬城市數(shù)據(jù)城市方便了智慧城市建設(shè)，為其提供技術(shù)支撐。

五、智慧城市建設(shè)中測繪地理信息的發(fā)展

（一）室內(nèi)外無縫定位與智慧時空技術(shù)

未來將研究和繪制地理信息向多移動終端、多傳感器、多定位平臺、多信號源的透明反平定位系統(tǒng)演進(jìn)，開發(fā)基于所有外部信號的新型信息技術(shù)，實現(xiàn)無線精準(zhǔn)定位，實現(xiàn)流暢的實時三維導(dǎo)航。收集、存儲、分析和計算各種面向時空的智能信息，構(gòu)建室內(nèi)外一體化的位置服務(wù)系統(tǒng)。

（二）時空大數(shù)據(jù)技術(shù)體系

時空大數(shù)據(jù)技術(shù)體系中有很多的內(nèi)容，它的核心都是當(dāng)前流行的先進(jìn)技術(shù)，像互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等基于時空信息整合空間地理信息、政務(wù)信息資源和物聯(lián)網(wǎng)識別信息。時空信息云平臺實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)一體化采集、一體化存儲、一體化服務(wù)，為政府提供在線時空信息云服務(wù)。

（三）新型測繪裝備研發(fā)

數(shù)據(jù)監(jiān)測從地面?zhèn)鬏數(shù)降赝粒诘叵禄蛩鲁鞘锌臻g進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測、采集、存儲和挖掘。開發(fā)新型地下數(shù)據(jù)采集測繪設(shè)備和高精度地下工程信息移動監(jiān)測系統(tǒng)。

六、結(jié)束語

綜上所述，測繪地理信息對于建設(shè)智慧城市非常重要。在使用時，需要充分認(rèn)識到它對于智慧城市建設(shè)的重要性，分析其實際應(yīng)用，預(yù)測其未來發(fā)展，并不斷加強(qiáng)其在智慧城市建設(shè)中的作用和在城市建設(shè)中的應(yīng)用。