智慧规划中地理信息服务建设的关键技术

田鹏，王勇

(1.中国矿业大学，江苏徐州221116；2.徐州市勘察测绘研究院，江苏徐州221002；3.徐州市产品质量监督检验中心，江苏徐州221000)

智慧规划中地理信息服务建设的关键技术

田鹏1,2，王勇1,3

(1.中国矿业大学，江苏徐州221116；2.徐州市勘察测绘研究院，江苏徐州221002；3.徐州市产品质量监督检验中心，江苏徐州221000)

通过剖析智慧规划的特点和建设要求，分析智慧规划对地理信息服务带来的挑战，确定地理信息服务在智慧规划中的作用和关键技术，以期为地理信息服务工作发展方向提供决策依据。

智慧规划；地理信息服务；无人机；3DGIS；BIM

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.080

1 引言

智慧规划是推动智慧城市建设的重要性、基础性工作，它采用计算机、物联网、GIS等技术，整合了基础测绘、规划编制和规划管理等信息资源，形成规划管理业务网上办公、审批、监管和网上服务的新型管理服务模式[1]。智慧城市时代的城市发展逐渐从规模扩张到品质提升转变，新型城镇化要求城市建设在产业、低碳、智慧、绿色和管理水平方面全面提升，需要更多地研究和应对“人”对城市空间的全方位需求，需要向传统的空间统筹中加入多学科的科学技术方法，智慧的规划应具有技术信息化、流程标准化、管理精细化的特点。

地理信息作为智慧城市建设的基本元素，使智慧城市除了拥有全方位的信息采集能力外，还应具备更强有力的信息综合处理、分析、共享和协同等能力[2]。在越来越多的智慧城市实践中，地理信息和以此为基础建立的地理信息共享、协同平台及其由此衍生的地理信息服务生态体系，已经发展成为智慧城市建设的核心支撑之一。

2 智慧规划对地理信息服务带来的挑战

随着“智慧城市”建设的持续深入，项目规划、设计、管理工作关注的内容越来越详细，支撑城市规划的各种传统基础资料越来越难以描述城市空间的深层次问题，无法支撑科学、理性的规划分析研究，这就对地理信息服务在生产模式、提供内容、服务形式上带来了新的挑战。

2.1 生产模式的挑战

经济社会发展对地理信息的集约性、现势性要求不断提高。在当今的城市规划管理过程中，不论是自然灾害、应急事件的实时响应，还是项目监管、城市规划设计，对地理信息服务的速度和质量都提出了非常高的要求。同时，近几年测绘地理信息技术装备的自主创新水平快速提高，无人飞机航摄系统、移动测量系统等技术在生产一线推广应用，显著提升了我国测绘地理信息基础设施的整体水平。因此，建立信息化测绘技术体系和适应工作需求的生产模式已经迫在眉睫。

2.2 提供内容的挑战

地理信息服务的发展在第一阶段仅仅是提供可视化地图；在第二阶段是与智慧规划的各项业务相融，如地块规划、环境分析等；在第三阶段是支持顶层决策，这也是评价城市规划工作是否真正实现智慧的要素之一。智慧的规划中，地理信息服务工作要承担的重任，就是让地理空间智能化，如地理信息的智能提取、智能分析和智能应用，帮助决策者进行科学的决策，实现从地图到决策的转变。

2.3 服务形式的挑战

云计算、物联网、大数据等技术在智慧城市中大规模应用，为了实现实时有效的地理信息综合服务，单纯的数据提供已不能满足需求，需要在整个基础设施、网络建设成功后，更多提供平台服务，包括网络服务、定制服务和共享服务。

3 智慧规划中的地理信息服务关键技术

3.1 航空影像快速获取技术

航空影像作为直观、易于计算、易于分发的数据产品，相对于矢量地图，航空影像能够提供更多的增值信息，不同来源的航空影像可以在不同尺度或者不同层面提供数据的支撑（见图1）。在规划工作的设计和管理中，遥感影像用于城市特征的提取、城市特征变化的监督，如绿地提取、建设用地变化监测。高空航测影像可以提供大比例尺地形图用于城市规划中的方案定点、规划设计，低空无人机影像在区域影像快速获取与更新、城市影像资料留存方面有优势。

图1 不同来源的影像在规划工作中的用途

高分辨率影像获取与处理技术包括数据接收、数据组织、数据存储、数据调用、数据压缩与数据分发技术等[3]。海量高分辨率影像快速获取与处理技术的效率直接决定了影像数据的应用方式和应用范围。智慧规划中的地理信息影像服务应该重点解决区域型的遥感数据产品快速生产和处理的问题，只有具备周期短、精度高、成本低的特点，才能尽量减少因信息缺失带来的规划管理工作的盲点，满足精细化、动态化规划工作的要求。

3.2 3DGIS技术

3.2.1 3DGIS技术存在的问题

在三维规划审核的环节，一般是通过CAD设计图纸参照效果图制作三维模型，连同项目资料一起导入三维规划辅助决策系统中（见图2a），在城市地理场景中定性考察建筑方案与周边环境的风格、体量[4]。但是从项目整个生命周期角度来看，规划设计与审核作为其中一个环节，单纯为三维规划方案审批目的进行三维建模，无法保证与上一环节的CAD图纸内容完全一致，实际上无法作为可复用成果传输到下一个环节，项目信息的数据流转在此环节断开，三维GIS辅助规划决策就成了一个封闭的系统，这种特点也制约着3DGIS系统的发展和生命力。

3.2.2 建筑信息化背景下的BIM技术

BIM起源于以建筑工程为依托的信息集成技术，主要为了实现建筑工程的可视化和量化分析，提高工程建设效率[5]。随着近10年来的信息技术的快速发展，在各国政府的积极推进下，凭借配套技术（数据共享、数据集成、数据交换标准等研究）不断完善，在国际上BIM技术已经成为和CAD、GIS同等重要的信息管理技术支撑，其三维规划辅助决策系统工作模式如图2b所示。住建部编制的建筑业“十二五”规划明确提出要推进BIM协同工作等技术应用，普及可视化、参数化、三维模型设计，以提高设计水平，降低工程投资，实现从设计、采购、建造、投产到运行的全过程集成运用[5]。

3.2.3 3DGIS的提升

3DGIS系统的设计与开发应纳入整个建设项目信息流转的范畴中考虑，与建筑信息化的发展趋势相适应，应在数据交换、数据共享、数据标准化方面进行提升，考虑与BIM信息深度整合，既可以保证数据的一致性，又提高了数据的可利用性，减少重复性劳动，3DGIS可发挥的空间也会越来越大[6]。

3.3 基础地理信息共享技术

作为一个复杂系统，城市中包含的数据信息复杂且类型多变，而规划师限于传统的技术和手段，不可能对信息数据进行有效收集和处理，意味着规划信息可能存在现势性不强，甚至不完备的问题，使规划师所制定的城市规划不可能对城乡发展的趋势进行准确把握和正确安排，从而降低了规划的科学性。信息的共享是实现智慧规划的前提，智慧规划所需的信息数据支撑系统是建立在对来自不同行业、部门、属性以及统计口径的数据整合共享基础上的，如果缺乏公共信息的共享，智慧城市和“智慧规划”都将无从谈起。

基础地理信息作为各种公共信息承载的载体，一方面为公众服务提供基础的空间数据支撑和服务，另一方面通过共享机制这样一个通道，集成了各种与地理空间位置有关的信息资源，更加促进了与地理空间信息有关的自然、经济、社会等信息资源的共享与交换，这为提高规划工作的科学性提供了有力支撑。

4 结语

目前，无论从政府的智慧城市政策导向，还是测绘与地理信息产业快速发展的大环境，地理信息工作都有着广阔的空间，通过智慧的地理信息服务解决方案，为行业提供智慧应用服务，为智慧规划、智慧城市的建设提供支撑，践行科学发展观、摈弃传统城市管理模式的诸多弊端，以全新的管理理念和技术取而代之，是历史赋予我们的责任。

【1】王芙蓉，窦炜，崔蓓，等.智慧规划总体框架及建设探索[J].规划师论坛，2013,2(29)：16-19.

【2】刘兴权，毛晶晶，尹长林.“智慧规划”时代的规划技术业务解决方案[J].科技信息，2014(10)：54-55.

【3】焦煦，朱文英，黄瑞峰.基础地理数据在智慧城市建设中的分析与作用[J].国土资源信息化，2012(2)：55-61.

【4】李美华，夏海山，李晓贝.BIM技术在城市规划微环境模拟中的应用[A].中国城市规划学会，2012中国城市规划年会论文集（14.城市规划技术与方法）[C].昆明：云南科技出版社2012.

【5】田峰.使用BIM方法发展三维规划管理系统势在必行[J].上海城市规划，2010(4)：9-12.

【6】丁国胜，宋彦.智慧城市与“智慧规划”——智慧城市视野下城乡规划展开研究的概念框架与关键领域探讨 [J].城市发展研究，2013 (8)：34-39.

表4 校正后的第二条道路全站仪成果与PPK成果对比m

由上述的数据可以看出，经过校正的高程点的高程符合性更好，可以达到规定的精度要求。

5 结论

由上述案例可以看出，PPK测量用于1∶2000地形图的高程精度可以满足，甚至可以满足1∶1000地形图的需求，但是在使用过程中，要注意以下事项：

1）要精确量取流动站的仪器高；

2）流动站在行驶过程中，要保持车辆的稳定性；

3）对于坡度较大的地段，一定要进行高程校正；

4）为了使PPK的成果能够准确，最好是在得到PPK成果后，对其进行检验。

【参考文献】

【1】刘大杰，全球定位系统（GPS）的原理与数据处理[M]上海：同济大学出版社,1996.

【2】魏二虎.GPS动态测量-PPK[R].武汉：武汉大学测绘学院，2008.

【收稿日期】2016-09-24

Key Technologies of Geographic Information Service in Intelligent Planning

TIAN Peng1,2，WANG Yong1,3
(1.ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou 221116,China;2.XuzhouExploration&SurveyInstitute,Xuzhou 221002,China; 3.XuzhouTestingCenterofProductQualitySupervision,Xuzhou 221000,China)

Byanalyzingthecharacteristicsandtheconstruction requirementsofintelligent planning,thispaperanalyzesthe challengesfrom intelligent planningto geographicinformationservice,andmakesclear thefunction and keytechnologiesofgeographicinformation servicein intelligentplanning,inordertoprovidethedecisionbasisforthedevelopmenttrendofgeographicinformationservice.

intelligentplanning;geographicinformationservice;unmannedaerialvehicle;3DGIS;BIM

P205

A

1007-9467（2016）10-0180-03

2016-10-9

田鹏（1983～），女，江苏徐州人，工程师，从事三维GIS系统开发与建设研究。