新型基礎(chǔ)測(cè)繪在智慧城市建設(shè)中的作用與應(yīng)用探析

汪達(dá)文

泰安市測(cè)繪地理信息中心 山東 泰安 271000

當(dāng)前，由于智能技術(shù)所帶來(lái)的便捷性，人們對(duì)它的認(rèn)同程度越來(lái)越高，于是，智慧城市就成了各個(gè)區(qū)域開(kāi)發(fā)和建設(shè)的理想目標(biāo)。在此背景下，通過(guò)云服務(wù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化的測(cè)繪，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)由“以最優(yōu)”功能向“資源節(jié)約型”的轉(zhuǎn)型。近年來(lái)，新型基礎(chǔ)測(cè)繪技術(shù)被越來(lái)越多地用于工程建設(shè)、地理信息等領(lǐng)域，為智慧城市的建設(shè)提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。所以，開(kāi)展測(cè)繪工作，探討其在智慧城市中的應(yīng)用與實(shí)踐，是非常有必要的。通過(guò)對(duì)智慧城市的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了城市生活的高效、低碳和便捷。

1 基礎(chǔ)測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中的作用

1.1 提高城市建設(shè)質(zhì)量

隨著信息化時(shí)代的來(lái)臨，信息的更新速度不斷加快，人類日常生活中所面對(duì)的海量數(shù)據(jù)越來(lái)越多。在此背景下，各行各業(yè)都要加速發(fā)展、進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)、充分利用信息化優(yōu)勢(shì)。智慧城市的建設(shè)是當(dāng)今城市與信息化社會(huì)同步發(fā)展的必然選擇。在這一過(guò)程中，有關(guān)部門和工作人員要不斷提升“智慧城市”的水平。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和科技發(fā)達(dá)的地區(qū)，基本的測(cè)繪GIS數(shù)據(jù)已經(jīng)與城鎮(zhèn)建設(shè)相結(jié)合，能夠?qū)IS數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的更新。在此意義上，基礎(chǔ)測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)龐大的信息庫(kù)，它涵蓋了城市各個(gè)方面的內(nèi)容，并具有現(xiàn)代化的計(jì)算能力和自我更新能力，這將極大地提升智慧城市的建設(shè)質(zhì)量[1]。

1.2 推動(dòng)城市的建設(shè)

目前，我國(guó)的城市信息化已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)更高的層次，而城市的一個(gè)重要標(biāo)志和一個(gè)具體的結(jié)果就是，大力推動(dòng)數(shù)字化進(jìn)程。但是，如果沒(méi)有對(duì)GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的應(yīng)用，就不可能實(shí)現(xiàn)智慧城市的建設(shè)。在智慧城市的建設(shè)過(guò)程中，對(duì)測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行合理的利用，既能為智慧城市的發(fā)展提供數(shù)據(jù)依據(jù)，還能根據(jù)數(shù)據(jù)信息對(duì)我國(guó)智慧城市建設(shè)的方向和效果進(jìn)行分析。智慧城市相對(duì)于傳統(tǒng)的城市建設(shè)模式有著顯著的優(yōu)越性，能夠有效地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)、商業(yè)和生活模式的高度智能化，對(duì)推動(dòng)城市中各個(gè)行業(yè)的發(fā)展、轉(zhuǎn)型和升級(jí)起到了積極的推動(dòng)作用。

1.3 拓展城市發(fā)展空間

當(dāng)前，中國(guó)正掀起一股“智慧城市”的熱潮，在全國(guó)范圍內(nèi)都已啟動(dòng)了“智慧城市”的建設(shè)，并在全國(guó)范圍內(nèi)形成了一大批“試點(diǎn)地區(qū)”和“產(chǎn)業(yè)園”。信息化是智慧城市的一個(gè)重要組成部分，也是一個(gè)與之息息相關(guān)的行業(yè)?；诖?，我國(guó)正在多個(gè)領(lǐng)域，以健康醫(yī)療、智能交通等為代表的多個(gè)領(lǐng)域，以產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)為契機(jī)，加速智慧城市建設(shè)進(jìn)程。在建設(shè)智慧城市的過(guò)程中，基礎(chǔ)測(cè)繪與GIS數(shù)據(jù)是必不可少的。利用GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行城市空間的合理規(guī)劃、拓展空間，對(duì)城市的發(fā)展具有重要意義。

1.4 促進(jìn)智慧城市的多功能發(fā)展

隨著城市各領(lǐng)域空間地理信息的不斷積累，為其提供了新的服務(wù)與應(yīng)用理念，促進(jìn)城市各領(lǐng)域向多功能方向發(fā)展。隨著城市交通、醫(yī)療、旅游等領(lǐng)域的智能化發(fā)展，需要更多的空間地理信息作為基礎(chǔ)支持。

在城市交通方面，綜合運(yùn)用靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、時(shí)間、空間等多源信息，融合實(shí)時(shí)交通感知數(shù)據(jù)，對(duì)城市交通進(jìn)行精準(zhǔn)感知與預(yù)警，進(jìn)而對(duì)城市交通擁堵成因進(jìn)行深入研究，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行宏觀調(diào)控，從而達(dá)到緩解、改善、提升城市交通運(yùn)行效率的目的，最終構(gòu)建智慧城市交通體系。

在城市醫(yī)療領(lǐng)域，通過(guò)對(duì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、電子病歷、醫(yī)學(xué)影像、可穿戴設(shè)備、醫(yī)療體檢等數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，并結(jié)合周圍區(qū)域的人群健康空間數(shù)據(jù)，建立無(wú)空間約束的城市醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心，從而建立最優(yōu)的公共衛(wèi)生與醫(yī)療服務(wù)體系。在此基礎(chǔ)上，可以很容易地建立起智慧醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)。其中，實(shí)現(xiàn)了臨床服務(wù)，病案管理，醫(yī)療質(zhì)量管理，輔助臨床決策；“個(gè)人健康醫(yī)生”系統(tǒng)能夠進(jìn)行健康檔案管理，信息監(jiān)控，健康指導(dǎo)，緊急救援，隨時(shí)隨地進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)；傳染病突發(fā)事件處理系統(tǒng)能夠?qū)魅静〉陌l(fā)生、發(fā)展、傳播進(jìn)行分析，并能對(duì)傳染病的傳播進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2 在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用

2.1 空間信息云平臺(tái)的應(yīng)用

以服務(wù)資源池技術(shù)為基礎(chǔ)，來(lái)實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的服務(wù)化，利用地名地址匹配引擎來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的精確匹配，利用服務(wù)引擎來(lái)完成服務(wù)的發(fā)布與調(diào)用，利用業(yè)務(wù)流引擎來(lái)完成對(duì)各種業(yè)務(wù)流的定制，利用知識(shí)引擎來(lái)完成對(duì)知識(shí)的挖掘與發(fā)現(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)各類城市信息資源的共享與應(yīng)用[2-3]。

面向三類不同的用戶群體，即政府各管理部門、企事業(yè)單位和社會(huì)公眾，為其提供了標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)和接口，并搭建了相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。本項(xiàng)目擬通過(guò)“云應(yīng)用”功能，將第三方應(yīng)用與空間信息云計(jì)算平臺(tái)無(wú)縫連接，方便資源申請(qǐng)、功能托管，為空間信息云計(jì)算平臺(tái)提供“一站式”服務(wù)。

2.2 基于基礎(chǔ)測(cè)繪的智慧城市建設(shè)

在智慧城市的建設(shè)過(guò)程中，測(cè)繪和GIS的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)起到了舉足輕重的作用。所以，在進(jìn)行智慧城市建設(shè)前，必須要有基礎(chǔ)的GIS數(shù)據(jù)。采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，不但可以提高檢測(cè)的效率，而且可以提高檢測(cè)的精度。從基礎(chǔ)測(cè)繪地理學(xué)中獲得更多的信息與數(shù)據(jù)，是智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵。若資料不足，資料不全，則所得之結(jié)論亦有失準(zhǔn)確性與科學(xué)性。

2.3 在公共安全中的應(yīng)用

智慧城市的建設(shè)，首先要滿足人們的生活需要，所以，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的防災(zāi)與應(yīng)急能力的規(guī)劃是非常重要的。在城市的日常運(yùn)營(yíng)中，很有可能出現(xiàn)安全事故。一個(gè)城市若不具備相應(yīng)的突發(fā)事件應(yīng)急處置能力，將會(huì)造成難以想象的嚴(yán)重后果。在此背景下，建立智慧城市的安全與應(yīng)急管理系統(tǒng)，需要進(jìn)行基礎(chǔ)測(cè)繪與地理信息收集。正確、科學(xué)地運(yùn)用這些信息，可以有效地識(shí)別洪水，滑坡，地震等災(zāi)害。在智慧城市建設(shè)中，社會(huì)治安問(wèn)題必須得到足夠的重視。在此基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用多學(xué)科交叉的研究思路，將多學(xué)科交叉融合，構(gòu)建具有自主更新能力、可持續(xù)發(fā)展能力的防災(zāi)與應(yīng)急體系。運(yùn)用基本的測(cè)繪GIS技術(shù)，將安全事件的發(fā)生概率降到最低，從而整體提升城市突發(fā)事件的處理能力。

2.4 時(shí)空信息云平臺(tái)的應(yīng)用

以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合、融合與共享，是智慧城市公共服務(wù)平臺(tái)的核心。在此基礎(chǔ)上，提出了一種新的面向?qū)ο蟮姆?wù)資源池技術(shù)，并將其應(yīng)用到面向?qū)ο蟮姆?wù)資源池中。如上面所示，可以使用服務(wù)引擎來(lái)發(fā)布并調(diào)用服務(wù)，使用業(yè)務(wù)流引擎來(lái)定制各種業(yè)務(wù)流，使用知識(shí)引擎來(lái)完成對(duì)知識(shí)的挖掘和發(fā)現(xiàn)，最終可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種城市信息資源的共享和應(yīng)用。

面向政府、企事業(yè)單位、社會(huì)大眾等三類用戶群，為其提供統(tǒng)一的服務(wù)與界面，從而搭建相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。本項(xiàng)目擬通過(guò)“云應(yīng)用”功能，將第三方應(yīng)用與時(shí)空信息云端平臺(tái)進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接，為用戶提供便捷的資源使用與功能托管，為用戶提供“一站式”服務(wù)。“云應(yīng)用”的應(yīng)用方式主要包括三個(gè)方面：1）以網(wǎng)站為基礎(chǔ)的無(wú)縫鏈接；該模型的優(yōu)勢(shì)在于，它不需要占用平臺(tái)的任何資源，只需要通過(guò)應(yīng)用的網(wǎng)站就可以與平臺(tái)進(jìn)行鏈接，方便了應(yīng)用的部署；2）以功能性寄存為基礎(chǔ)，要求應(yīng)用軟件提出申請(qǐng)，通過(guò)審核后，才能在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件的部署。其優(yōu)勢(shì)在于方便了應(yīng)用系統(tǒng)的管理；3）為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)縫部署，需要對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度，減少對(duì)平臺(tái)資源的占用。

3 智慧城市建設(shè)運(yùn)營(yíng)模式的選擇

3.1 基于政府角度選擇的運(yùn)營(yíng)模式

在進(jìn)行智慧城市建設(shè)工程的運(yùn)作方式選擇時(shí)，需要有關(guān)部門針對(duì)工程種類、性質(zhì)等因素，進(jìn)行最佳的運(yùn)作方式選擇。在智慧城市的建設(shè)中，大部分是依靠測(cè)繪GIS與空間定位服務(wù)來(lái)提升城市的管理能力。但是，由于涉及到城市安全、市民個(gè)人隱私等方面的基本測(cè)量數(shù)據(jù)，其產(chǎn)生不以營(yíng)利為目的。所以，應(yīng)采取以政府為主導(dǎo)的經(jīng)營(yíng)方式。而BT、BLT兩種模式在智慧城市建設(shè)與管理中的重要地位，也是其發(fā)展的必然趨勢(shì)。在云服務(wù)中心、物聯(lián)網(wǎng)傳感裝置等基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建上，最大化提升其構(gòu)建與運(yùn)行的效率與品質(zhì)，為智慧城市的構(gòu)建與運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。其次，從便利出行、日常購(gòu)物和旅游等角度考慮，要適度地引進(jìn)民間資本；實(shí)踐證明，企業(yè)在利用社會(huì)資本的同時(shí)，既能有效緩解政府的資金壓力，又能使公司自身的經(jīng)營(yíng)管理水平得到最大程度的發(fā)揮[4]。

3.2 基于企業(yè)角度選擇的運(yùn)營(yíng)模式

首先，公司要搞清楚自己所從事的業(yè)務(wù)是否與智慧城市的核心業(yè)務(wù)相匹配。但在實(shí)際中，智慧城市的建設(shè)仍然存在許多問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：信息碎片化，數(shù)據(jù)難以整合，數(shù)據(jù)清理不及時(shí)。在面臨這些困難與瓶頸的時(shí)候，企業(yè)應(yīng)該利用自己的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從數(shù)據(jù)治理、云平臺(tái)等方面入手，爭(zhēng)取政府的支持，共同推進(jìn)智慧城市的發(fā)展?？傮w而言，政府在通訊、公共管理、民生等方面的投資與扶持力度都很大。在具體的運(yùn)作方式上，企業(yè)可采用與政府合資的方式。采用BT、BLT、PPP三種模式，既能有效地吸引政府資金，又能達(dá)到“雙贏”的目的。

4 城市基礎(chǔ)測(cè)繪發(fā)展趨勢(shì)

在當(dāng)今社會(huì)，自動(dòng)化已成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊豁?xiàng)重要技術(shù)，所以，智能城市的自動(dòng)測(cè)量是一種必然。信息技術(shù)是21世紀(jì)發(fā)展的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它的應(yīng)用范圍很廣。正如前面所提到的，智慧城市是指資源節(jié)約，效率高的城市。將自動(dòng)控制與資訊科技有機(jī)地融合在一起，對(duì)于土地與城鎮(zhèn)人口的監(jiān)控，無(wú)疑將會(huì)節(jié)約許多人力與物力，并提升監(jiān)控的效率與精確度。尤其是，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能機(jī)器人和測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)的不斷更新，自動(dòng)化測(cè)繪技術(shù)將會(huì)朝著5G技術(shù)、大規(guī)模集成系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)字化、三維可視化技術(shù)和人工智能的方向發(fā)展，到那時(shí)，人們就可以在家里進(jìn)行測(cè)繪了。

4.1 數(shù)字城市逐漸向智慧城市發(fā)展

城市基本測(cè)繪工作是為城市發(fā)展服務(wù)的，必須與城市的發(fā)展和建設(shè)相結(jié)合，才能真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用。為此，必須加速與城市信息化相融合，構(gòu)建“智慧城市”，以促進(jìn)新一代測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展。2014年，8個(gè)部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》。將城市地理空間、建（構(gòu)）筑物等多維空間數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，建立一個(gè)基于GIS的智慧城市地理空間數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用體系。我們能夠看出，在新的信息化建設(shè)的時(shí)期，智慧城市的建設(shè)體現(xiàn)出了對(duì)基本測(cè)繪支持服務(wù)的需要：要發(fā)揮基本測(cè)繪工作的地位、資源和技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，讓他們加入到智慧城市的建設(shè)中來(lái)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行充實(shí)，對(duì)功能進(jìn)行改進(jìn)，并對(duì)已經(jīng)完工的數(shù)字城市地理空間框架進(jìn)行改進(jìn)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)GIS技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，完善CORS技術(shù)，提升智能城市傳感網(wǎng)的位置準(zhǔn)確度?！笆濉睍r(shí)期，全國(guó)大部分地級(jí)及以上城市已基本建成“數(shù)字城市”地理空間架構(gòu)，使得基礎(chǔ)測(cè)量結(jié)果的網(wǎng)上服務(wù)有了跨越式的發(fā)展，為城市信息化建設(shè)提供了一個(gè)面向地理定位的公共信息共享平臺(tái)，也為各種城市功能與服務(wù)的空間信息化打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨后，國(guó)家測(cè)繪局、GIS聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于開(kāi)展智慧城市空間信息云平臺(tái)建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》（國(guó)發(fā)〔2012〕122號(hào)），對(duì)未來(lái)的智慧城市進(jìn)行了部署與規(guī)劃，使其能夠更好、更快的發(fā)展，更好的適應(yīng)城市信息化的發(fā)展需求[5]。

4.2 基礎(chǔ)測(cè)繪服務(wù)變革

由傳統(tǒng)的基礎(chǔ)GIS服務(wù)向網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，是基礎(chǔ)GIS服務(wù)向網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)志，也是實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)GIS服務(wù)向網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型的根本。在服務(wù)對(duì)象方面，除政府機(jī)關(guān)外，社會(huì)企業(yè)、科研院所、學(xué)校、事業(yè)單位等將會(huì)是更大的使用者群。即便是在地基CORS、“天空地圖”等技術(shù)不斷完善的情況下，在地理信息服務(wù)、地理信息服務(wù)等方面，仍將以個(gè)人用戶為主。

在服務(wù)內(nèi)容方面，項(xiàng)目將從以基本測(cè)繪成果為主導(dǎo)的“三大”“三大業(yè)務(wù)”（即“基礎(chǔ)測(cè)繪”、“地理態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)”和“應(yīng)急保障”）轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭蠓?wù)體系”。“天空地圖”是我國(guó)新一次基本測(cè)繪工作中的一種新形式，也是一種新型的地理信息系統(tǒng)，是一種新型地理信息系統(tǒng)。在此的基礎(chǔ)上，已有更多的產(chǎn)業(yè)和部門完成了以基本測(cè)繪結(jié)果為核心的主題應(yīng)用，并逐漸將其擴(kuò)展到土地空間布局的優(yōu)化，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，智慧城市建設(shè)，城鄉(xiāng)規(guī)劃，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，智能交通，應(yīng)急救災(zāi)等方面。它們起到了基礎(chǔ)的功能，對(duì)公共利益的保障功能也越來(lái)越明顯。此外，以北斗為核心的衛(wèi)星導(dǎo)航和定位服務(wù)，有望突破國(guó)際上對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航和定位的壟斷地位。隨著北斗導(dǎo)航技術(shù)的不斷發(fā)展，以及在國(guó)家的支持下，它將逐漸深入到人們的日常生活中，成為基礎(chǔ)測(cè)量中不可或缺的一部分，同時(shí)也將為人們的日常工作和生活提供必要的服務(wù)。

4.3 地理信息新技術(shù)推動(dòng)城市基礎(chǔ)測(cè)繪發(fā)展

隨著新型GIS技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，城市基礎(chǔ)測(cè)繪業(yè)得到了迅速的發(fā)展，為城市建設(shè)提供了有力的支撐。衛(wèi)星導(dǎo)航與定位技術(shù)使傳統(tǒng)的測(cè)地方法發(fā)生了翻天覆地的變化無(wú)人機(jī)及其成像技術(shù)為實(shí)現(xiàn)快速獲取和更新地理信息提供了技術(shù)手段。利用3D影像技術(shù)，可以更直觀地展示城市的基礎(chǔ)地理信息。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，GIS正朝著信息共享和互操作性的方向發(fā)展。以云、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為核心的GIS技術(shù)已經(jīng)成為全球發(fā)展的趨勢(shì)，對(duì)基礎(chǔ)測(cè)繪服務(wù)的擴(kuò)展與深化起到了推動(dòng)作用。

5 結(jié)論

智慧城市的建設(shè)是建立在海量的智能基礎(chǔ)設(shè)施，海量的空間信息數(shù)據(jù)，以及物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等核心技術(shù)的基礎(chǔ)上，來(lái)實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和運(yùn)營(yíng)的智能化。目前，我國(guó)的基礎(chǔ)測(cè)繪正在由“數(shù)字化”向“信息化”和“智能化”的轉(zhuǎn)變。測(cè)繪基礎(chǔ)GIS的應(yīng)用已由靜態(tài)向動(dòng)態(tài)，由一維向多維，由表面形態(tài)向空間形態(tài)綜合形態(tài)發(fā)展。要建立一個(gè)具有更深入的感知、更廣泛的連接、更智能的決策、更智能的服務(wù)的空間信息平臺(tái)，對(duì)新一代智慧城市的建設(shè)提供全方位的支持。在未來(lái)智慧城市的建設(shè)中，新的基礎(chǔ)地形圖將具有更加廣泛的應(yīng)用前景。