攝影測量與遙感在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用研究

王靜

湖南省第三測繪院 湖南 長沙 410000

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)測量技術(shù)已無法滿足智慧城市與智能建筑建設(shè)發(fā)展需求，導(dǎo)致測量成本費(fèi)用控制水平及工作效率等方面停滯不前。因此，為促進(jìn)智慧城市與智能建筑發(fā)展，提高其智慧化與智能化水平，滿足城市居民的各項(xiàng)需求，就必須對(duì)攝影測量與遙感技術(shù)形成正確的認(rèn)知，充分掌握其核心內(nèi)容，并嚴(yán)格依照規(guī)范要求將兩項(xiàng)技術(shù)手段應(yīng)用到智能建筑與智慧城市中，這對(duì)于促進(jìn)現(xiàn)代城市發(fā)展具有極其重要的意義。

1 概念分析

攝影測量工作，主要是指在航空衛(wèi)星或者是對(duì)地面進(jìn)行測量的過程當(dāng)中所采用的測量技術(shù)，在工作過程中對(duì)同名點(diǎn)和正射影像的測量，然后把對(duì)應(yīng)地點(diǎn)進(jìn)行關(guān)系和方程的建立，通過一系列技術(shù)的使用建立立體關(guān)系，并進(jìn)行不同技術(shù)之間的整合[1]。在使用遙感設(shè)備的過程中，對(duì)于時(shí)間的分辨率是重要的部分，通過科學(xué)的布局從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。通過對(duì)不同技術(shù)的使用，對(duì)城市進(jìn)行功能區(qū)的劃分，通過模型的建立來實(shí)現(xiàn)對(duì)于緊急情況的應(yīng)急處理，實(shí)現(xiàn)城市功能發(fā)展的智能化。

2 功能研究

對(duì)于智慧城市的建設(shè)和發(fā)展來說，主要包括對(duì)于建筑、交通以及網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。不管是針對(duì)哪一方面，都要在充分掌握城市數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)之上進(jìn)行。因此，在對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集時(shí)要采用多維度數(shù)據(jù)和高精度數(shù)據(jù)結(jié)合的方式，對(duì)城市進(jìn)行精細(xì)化的建模和預(yù)測，從而實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)的智慧化。攝影測量技術(shù)是指在航空以及地面平臺(tái)上所開展的對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集的工作，在使用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)需要集合地面的控制，恢復(fù)立體的對(duì)應(yīng)關(guān)系。隨著不斷提高的數(shù)據(jù)要求，使得遙感技術(shù)的使用范圍越來越廣。

3 智能化與智慧化建設(shè)

智能化與智慧化建設(shè)，其主要指對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等進(jìn)行利用，以此滿足人民群眾日常生活及工作等方面的各種需求。當(dāng)前，智能建筑與智慧城市已成為城鎮(zhèn)化建設(shè)的首要目標(biāo)，而數(shù)據(jù)信息采集與分析工作是智能建筑與智慧城市發(fā)展建設(shè)的重要基礎(chǔ)，若該項(xiàng)工作缺乏科學(xué)性，必將對(duì)智慧城市與智能建筑發(fā)展產(chǎn)生不良影響[2]。因此，為滿足智能建筑與智慧城市對(duì)數(shù)據(jù)信息的內(nèi)在需求，就必須正確認(rèn)識(shí)到攝影測量與遙感技術(shù)的可靠性，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)利用，從而提高數(shù)據(jù)信息采集的效率及精準(zhǔn)性，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，保障人民群眾生活品質(zhì)。

4 攝影測量與遙感在智慧城市建設(shè)中的運(yùn)用

在城市智能化發(fā)展的過程中，攝影測量與遙感技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)的測量技術(shù)相而言，攝影測量和遙感技術(shù)具有更多的優(yōu)勢(shì)和可取之處，其使用成本低、工作效率高，可有效推動(dòng)建筑和城市智能化發(fā)展。智能化的發(fā)展方向是未來城市和建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此，在現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展之下，要優(yōu)化攝影測量與遙感技術(shù)的發(fā)展，使城市更加凸顯出其智能化和便捷性，使城市滿足群眾的各項(xiàng)需求。基于此，下文就從多個(gè)方面對(duì)攝影測量與遙感在智慧城市建設(shè)中的運(yùn)用進(jìn)行探究與分析，希望通過本文的闡述與探究能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供一些有效的借鑒與參考。

4.1 河道檢測中的運(yùn)用

攝影測量與遙感技術(shù)集成性強(qiáng)，具有獲取信息效率高和受影響小的特點(diǎn)，而且直觀生動(dòng)和準(zhǔn)確性高，在河道監(jiān)測中有效應(yīng)用有利于實(shí)時(shí)跟蹤掌握相關(guān)情況，為智慧建筑與城市建設(shè)與發(fā)展提供可靠依據(jù)。攝影測量與遙感技術(shù)在河道監(jiān)測中應(yīng)用主要有兩個(gè)部分，一個(gè)是通過監(jiān)測明確是否超過警戒線，另外一個(gè)則是監(jiān)測有無污染、污染情況如何等。例如，城市中降雨量大時(shí)河道水位上漲，利用攝影測量技術(shù)監(jiān)測，可及時(shí)掌握實(shí)際情況，獲取數(shù)據(jù)并傳輸，相關(guān)部門就能夠及時(shí)了解狀況，針對(duì)快要超出警戒值情況進(jìn)行及時(shí)處理，以此消除安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)[3]。河道水位對(duì)智慧建筑建設(shè)也有一定的影響，有效運(yùn)用攝影測量與遙感技術(shù)，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)傳輸和共享到中心，便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，可利用智慧系統(tǒng)智能傳播信息和預(yù)警，采取有針對(duì)性的措施來規(guī)避和消除風(fēng)險(xiǎn)，如及時(shí)組織周邊群眾撤離或者提前做好防控安排。

影響城市發(fā)展另一個(gè)重要因素就是污染，河道污染是主要類型，對(duì)城市用水安全以及生態(tài)環(huán)境等有較大的影響，因此智慧城市建設(shè)要強(qiáng)化這方面污染管控。針對(duì)河道污染，應(yīng)充分利用攝影測量與遙感技術(shù)，在應(yīng)用中根據(jù)實(shí)際需求可與其他技術(shù)結(jié)合，比如電子系統(tǒng)，構(gòu)建完整的河道污染監(jiān)測智能系統(tǒng)。針對(duì)河道污染進(jìn)行全面監(jiān)測，通過掌握的信息來分析污染源，確定排污口，確定污染來自于哪些方面等。在系統(tǒng)掌握情況以后，再針對(duì)建筑施工與工業(yè)生產(chǎn)、日常生活中垃圾排放到河道中的現(xiàn)象，展開系統(tǒng)排查與處理。將獲取的河道污染信息及時(shí)共享給環(huán)保部門，為相關(guān)工作開展提供可靠依據(jù)，提高河道污染控制與治理成效。

4.2 布局規(guī)劃中的運(yùn)用

信息與數(shù)字化時(shí)代下，借助于相關(guān)技術(shù)可對(duì)事物進(jìn)行虛擬，使其以真實(shí)的模樣呈現(xiàn)出來，便于更好的掌握相關(guān)情況和進(jìn)行分析，從而確保智慧建筑與智慧城市布局規(guī)劃的科學(xué)性和合理性[4]。在實(shí)際操作中合理利用攝影測量與遙感技術(shù)，可還原和虛擬城市建筑物，能夠使布局更加清晰明了，更利于對(duì)當(dāng)前建設(shè)與發(fā)展需求進(jìn)行綜合考慮和合理布局，并能根據(jù)智慧城市發(fā)展需求，構(gòu)建與完善智能系統(tǒng)，推動(dòng)城市更好的發(fā)展。

在城市發(fā)展與建設(shè)中，智慧建筑與智慧城市布局規(guī)劃是關(guān)鍵，合理與否與水平高低會(huì)產(chǎn)生直接影響，因此必須提升布局規(guī)劃能力。在智慧城市建設(shè)過程中，布局規(guī)劃中測量是重中之重，在測量過程中主要依賴于攝影測量與遙感技術(shù)支持。以小區(qū)規(guī)劃與建設(shè)和智能系統(tǒng)構(gòu)建為例，可通過確定半徑范圍，在此基礎(chǔ)上通過攝影測量與遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)生成三維圖。然后從三維圖中可直觀了解到相關(guān)情況，就可以結(jié)合需求來進(jìn)行道路的規(guī)劃，還要對(duì)安防與人流量布局和設(shè)計(jì)安排，使得各個(gè)方面都更加完善。智慧建筑和智慧城市需要在技術(shù)支持下，針對(duì)綠化建設(shè)、智能識(shí)別系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等進(jìn)行規(guī)劃，這樣可最大限度提升各個(gè)方面的科學(xué)性，從而提高布局規(guī)劃的綜合成效。

4.3 智慧城市與智能建筑

在智慧城市與智能建筑建設(shè)中，運(yùn)用遙感技術(shù)與攝影測量技術(shù)能夠在測量對(duì)象的附近對(duì)不同的角度坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，結(jié)合攝影測量數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行建筑物平差模型的構(gòu)建，并對(duì)基準(zhǔn)面測量積分進(jìn)行利用，以此開展對(duì)模型的精度處理工作[5]。在上述工作結(jié)束后，遙感技術(shù)與攝影測量技術(shù)將對(duì)形影等級(jí)進(jìn)行充分結(jié)合，以此明確測量工具，進(jìn)而構(gòu)建起相對(duì)較為復(fù)雜的三維立體模型。

4.4 變形監(jiān)測

對(duì)于建筑物而言，其在使用過程中有可能受到多方面因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)變形現(xiàn)象。若未及時(shí)對(duì)變形問題采取有效的處理措施，必將對(duì)建筑物穩(wěn)定性及使用壽命產(chǎn)生不良影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)安全事故。因此，為了避免上述現(xiàn)象發(fā)生，必須嚴(yán)格做好對(duì)建筑變形的監(jiān)測工作。在開展該項(xiàng)工作的過程中，工作人員可對(duì)攝影測量技術(shù)與遙感技術(shù)進(jìn)行結(jié)合使用，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)城市建筑物變形現(xiàn)象進(jìn)行有效監(jiān)測。在實(shí)際工作過程中，工作人員可對(duì)建筑施工過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)測，利用傳感器設(shè)備對(duì)建筑物變形數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)測，然后通過地面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化坐標(biāo)信息內(nèi)容，開展對(duì)數(shù)據(jù)信息的收集工作。在完成對(duì)建筑物變形數(shù)據(jù)信息的收集與分析工作后，智能化建筑系統(tǒng)將根據(jù)分析結(jié)果采取相應(yīng)處理措施。若結(jié)果符合工程變形相關(guān)要求，該系統(tǒng)將正常運(yùn)行；若結(jié)果與相關(guān)要求不符，智能化建筑系統(tǒng)將對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸，以供系統(tǒng)應(yīng)急中心發(fā)出警報(bào)，促使城市智能系統(tǒng)對(duì)安全通道進(jìn)行自動(dòng)開啟，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)人員進(jìn)行疏散撤離與調(diào)配。

4.5 城市變化信息提取

通過對(duì)遙感技術(shù)與攝影測量技術(shù)進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)其發(fā)展是以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的，與不同類型的傳感器具有密切聯(lián)系。例如，高分辨率遙感衛(wèi)星能夠?qū)z影測量技術(shù)進(jìn)行利用，以此獲取物體密集點(diǎn)云，并通過密集點(diǎn)云對(duì)高等線進(jìn)行構(gòu)建，利用POS系統(tǒng)與攝影測量掃描設(shè)備，開展對(duì)山體與城市建筑的測繪工作，進(jìn)而促使坐標(biāo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化。此外，在科學(xué)利用攝影測量技術(shù)與遙感技術(shù)的情況下，將實(shí)現(xiàn)對(duì)地面點(diǎn)云進(jìn)行直接確定，提取特征點(diǎn)構(gòu)建相應(yīng)的金字塔影像，并通過對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行提取，以此建立物體結(jié)構(gòu)三維點(diǎn)云，進(jìn)而為渲染處理順利開展奠定基礎(chǔ)。

5 無人機(jī)攝影測量與三維重建

5.1 三維重建

攝影測量技術(shù)的應(yīng)用，在面對(duì)情況比較復(fù)雜建筑物時(shí)候，可采取三維重建的方式。具有規(guī)則事物模型，可通過數(shù)學(xué)模型獲取，但存在不足，如建筑被其他物體遮擋，模型有可能出現(xiàn)拉花、變形、漏洞等。針對(duì)這種情況，可利用第三方軟件對(duì)建模進(jìn)行單體化重建，也可采用地面近景攝影方式進(jìn)行三維重建[6]。在地面近景攝影測量中，首先要確定測量的建筑對(duì)象，然后在四周布置坐標(biāo)，既要具有精確性，還要從不同角度設(shè)置。攝影測量中做好相機(jī)標(biāo)定，然后建立模型，構(gòu)建為平差模型，期間需要用到加測鏡頭。完成這些工作情況下積分建模，還要準(zhǔn)確合理完成基準(zhǔn)面測量，最終通過精細(xì)化和有針對(duì)性處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜建筑物的三維重建，對(duì)場景進(jìn)行直觀和真實(shí)的呈現(xiàn)。

5.2 無人機(jī)攝影測量

智慧建筑與智慧城市建設(shè)與發(fā)展中，攝影測量技術(shù)應(yīng)用中，可采用無人機(jī)測量，一般使用的是傾斜攝影測量方法，實(shí)際操作中要對(duì)城市建筑物攝影測量，對(duì)獲取的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行空三加密、模型渲染等處理，獲得各種測繪地理信息成果，主要包含實(shí)景三維模型，還有數(shù)字表面模型與真正射影像等。對(duì)信息進(jìn)行全面提煉，挖掘出有用信息，依據(jù)掌握的地籍信息、測繪信息、建筑信息等，利用相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)化，做好與數(shù)據(jù)匹配，從而更直觀的呈現(xiàn)出房屋變化信息。最后集成這類信息，將其進(jìn)行分享，助力城市規(guī)劃與布局，同時(shí)能夠幫助城市管理與建設(shè)者在決策之中，最大限度利用資源與優(yōu)化配置，推動(dòng)智慧城市發(fā)展。

6 遙感技術(shù)與攝影測量運(yùn)用的優(yōu)化措施

6.1 完善技術(shù)

為提高遙感技術(shù)與攝影測量技術(shù)的應(yīng)用效果，必須對(duì)其應(yīng)用基礎(chǔ)給予重視，并且積極采取相應(yīng)的健全完善措施。首先需要進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投入力度，對(duì)相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)以及設(shè)備進(jìn)行配置，從而為攝影測量技術(shù)以及遙感技術(shù)的后期運(yùn)用提供保障，此點(diǎn)對(duì)提升測量作業(yè)的質(zhì)量以及效率起到了極為關(guān)鍵的作用。其次，應(yīng)積極開展對(duì)工作人員的技術(shù)培訓(xùn)工作，為其詳細(xì)講解各項(xiàng)知識(shí)內(nèi)容，確保工作人員能夠?qū)Ω黜?xiàng)技術(shù)手段進(jìn)行科學(xué)的應(yīng)用。

6.2 因地制宜

為促進(jìn)智慧城市與智能建筑發(fā)展建設(shè)，必須充分貫徹因地制宜原則，結(jié)合城市實(shí)際狀況，對(duì)遙感技術(shù)與攝影測量技術(shù)進(jìn)行科學(xué)運(yùn)用，以此為城市實(shí)現(xiàn)可預(yù)測性提供保障，進(jìn)而開展相應(yīng)的評(píng)估與分析工作，達(dá)到對(duì)城市進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化的目的，該點(diǎn)對(duì)提高工作效率具有重要意義。從數(shù)字城市與智慧城市建設(shè)的角度出發(fā)，工作人員要對(duì)大數(shù)據(jù)手段進(jìn)行靈活使用，對(duì)生產(chǎn)資源進(jìn)行重組，不斷優(yōu)化商業(yè)模式，以此獲取良好的經(jīng)濟(jì)效益，降低污染現(xiàn)象發(fā)生的可能性。在此基礎(chǔ)上，智慧城市將為人民群眾日常生活及工作提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。此外，通過遙感技術(shù)與攝影測量技術(shù)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的采集及分析工作將順利開展，且為建設(shè)作業(yè)提供可靠依據(jù)。

6.3 結(jié)合實(shí)際

在智能建筑和智慧城市建設(shè)的過程當(dāng)中，必須要充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w狀況開展規(guī)劃工作，并對(duì)遙感技術(shù)以及攝影測量技術(shù)進(jìn)行充分運(yùn)用，以此來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)于建筑的可視化以及可控化的分析，進(jìn)而進(jìn)一步達(dá)到對(duì)城市發(fā)展的可預(yù)測性[7]。開展更為精密的評(píng)估以及分析工作可以對(duì)城市的功能進(jìn)行優(yōu)化，有效提升整個(gè)城市建設(shè)發(fā)展的效率，并且在對(duì)城市進(jìn)行建設(shè)的期間需要對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行充分利用，以此來對(duì)生產(chǎn)資源進(jìn)行重組，有效優(yōu)化城市內(nèi)部的商業(yè)模式來獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益，在有效發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，進(jìn)一步減少城市內(nèi)部的污染，有效促進(jìn)群眾生活的智能化。通過遙感技術(shù)和攝影測量技術(shù)的應(yīng)用，為城市的建設(shè)工作提供更加科學(xué)合理的數(shù)據(jù)支撐。

7 結(jié)語

遙感技術(shù)和攝影測量技術(shù)的理論主要是指是通過二維的影像區(qū)構(gòu)建三維的實(shí)體模型，然后在模型上進(jìn)行數(shù)據(jù)的測量。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這兩項(xiàng)技術(shù)也逐漸凸顯出其優(yōu)越性，因此在智慧建筑和智慧城市建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但在實(shí)際應(yīng)用中還存在一定的缺陷和不足之處，所以需要相關(guān)的技術(shù)人員，在實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中對(duì)整個(gè)功能和應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化和完善，促使這兩項(xiàng)技術(shù)能夠得到更好的應(yīng)用發(fā)展，從而促進(jìn)智慧城市建設(shè)取得良好的效果，帶動(dòng)城市內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，讓人民群眾過上幸福的生活。