智慧城市建设过程中测绘新技术的应用研究

(商丘师范学院 河南 商丘 476000)

引言

随着现代技术不断的发展，测绘新技术不断的创新，区域范畴中，从数字城市到智能城市，再到智慧城市，期待可以发展成为国家范畴的数字中国。以现在中国智慧城市的建设情况来看，智慧城市可以满足对民生和公共安全等方面的需要，做出快速化、智能化的响应，为城市治理提供有效支持。近年来，各测绘研究院校及其众多国家院士将智慧城市的构建和研究作为重要任务，而测绘地理信息技术被作为智慧城市的主要数据的来源及构架基础。

一、智慧城市

(一)智慧城市的基本概念

所谓智慧城市，是运用信息和通讯技术手段对城市运行核心系统的各项关键信息进行监测、分析、整合等应用，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应的技术，从而实现城市的智能化管理及运行，进而为城市中的人们创造更美好的生活，促进城市的和谐、环保、可持续发展[1]。

(二)智慧城市的建设方法

智慧城市的建设是在传统城市建设，即在测绘、遥感、制图的基础上，加强硬件、网络设施及数据采集建设，并将各领域信息数据集成，通过移动互联、云计算，在短时间里最有效率地对采集到的大数据进行挖掘，找到数据中隐含的相关性和同等关系，以实现城市各个部分的信息共享。

智慧城市的建设在时空与实时大数据的传输基础上，城市的规划可以事先得到真实模拟效果，用传感器获取位置、时间信息，以及将众多传感器连在一起，形成有用的信息。

大数据时代，云计算中心可以将从各个渠道所获得测绘数据进行处理，发掘其内部属性及联系，建筑结构设计，数值模拟，基于数据的结构健康监测以及基于可持续性、可恢复性的体系性能分析，从而实现各类数据集成，达到信息共享。

二、智慧城市的发展现状特点

在已有的智慧城市建设案例中，有以下两个显著特点：①结合实际、重点切入、局部小规模示范：选择一两个困扰该城市的主要问题或结合当地发展特色的项目，有针对性地开展小规模、小范围智慧试点和示范，既实现了在较短时间内取得可见的成果并检验其实效，又很好地控制了项目成本和风险；②基础设施先行：发达国家和我们国家大多数智慧城市的建设首先都在优先发展硬件，互联网和物联网以及一些基础设施建设。这对当下我国城市(尤其是中小城市)基础设施还不够健全的现状，具有很强的借鉴意义[2]。

三、智慧城市建设过程中的测绘新技术的应用

(一)测绘技术与智慧城市的关系

现代城市越来越便捷，因此这个时代是属于智慧城市的时代，目前我们要做的工作有很多，对测绘行业的要求也越来越多。其中，有五个主要的方面:位置云，遥感云，视频数据，GIS与空间地球。现在智慧城市是存在数据基础的，而数据基础又设计了两部分，包括位置信息收集与位置服务。通过使用测绘技术对位置大数据的进行深入分析和挖掘，可以形成科学的最终决策支持。

测绘地理信息是智慧城市的基础信息，它以独有的时空特征为政府机构、各行各业和市民提供基于位置的信息服务，并以位置和时间为基准集成、融合、关联、整合目前所得到的信息，为数据处理、信息推理和信息寻找提供了支持；利用可视化技术可以使信息表达更加精确，从而可以被国民经济的各个部门所使用，每个人也可以从生活中感受到信息获取的方便与快捷。城市各方面的发展与信息化的不断提高使得测绘地理信息科学面临更高的挑战，使其不断发展。

(二)高分辨卫星遥感

遥感技术是已经广为使用，不仅仅应用在城市建设工作中，更多的是应用在农业观察以及人们的生活中。遥感技术能够对地面的变化进行分析和了解，能够使人们对地面的基本情况进行了解和掌控。这些技术能够对地面的农业、交通等进行指挥和合理的规划。高分辨率遥感技术主要是对地面的基本情况进行掌控和分析，可以为建设智慧城市提供充足的数据和影像支持。

(三)三维模型

在新型的智慧城市的建设当中，首先就要求将采集到的空间地理信息做成三维城市模型。当城市三维模型做出来之后，将会衍生出更多的数字产品，这样就不再需要数据采集，只需要进行编程，就可以有各种各样的应用。例如，在自动驾驶中导入高清地图，并将通过摄像头采集到的数据，在其内部自动用矢量图进行校正，这些都是二维照片街景实现不了的。全方位城市模拟街景还可运用于城市精细化管理，其数据的高分辨率，使城市要素一个一个自动提出来，由于点云相对精度较高，对城市基础设施的破损及误差能敏感的识别出来，并通过云平台通知有关人员。所以说，高精度模型街景为城市精细化管理奠定了基础。三维空间技术还有可视化功能，便于人们对城市地理信息进行查看和管理。

比如在城市绿化领域，它可以获取来自不同历史时期的三维真实数据，按时间顺序搜索和管理历史城市的三维实时数据，并且可以提供数据比较和分析功能。管理部门能够及时地检查当前绿化现状，并与历史数据进行比较，以最直观的方式了解城市绿化信息的现状和趋势，为城市绿化综合管理提供决策依据。

(四)低空摄影测量

从2014年开始低空无人机在测量应用方面越来越普遍，无人机航测技术在智慧城市的建设中它也发挥着越来越重要的作用。低空无人机是在低空利用摄像机拍摄城市画面，然后针对拍摄出来的照片进行新订单城市地理信息测绘。这项技术要求拍摄机器必须具有较高而准确的分辨率，而低空无人机因其分辨率高的特点，在城市地理信息测绘工作中应用较为广泛。这项技术是由地面人员进行控制，在低空利用一些摄像机进行拍摄，根据拍摄的图片(如图)进行测量和测绘的工作。

图1 商丘市“商字”无人机测绘图

近几年来测绘无人机发展迅速，精度越来越高，测量速度越来越快，测量(飞行)距离越来越长；并且还有无人机倾斜摄影技术，它是地面信息数据采集技术和航空摄影技术的结合，与遥感技术不同的是，倾斜摄影技术发展较晚。它使用计算机对采集到的地面信息数据进行处理，所以，要想解决倾斜摄影技术在实际运用中的问题，必须要对地面信息采集技术以及航空摄影技术进行深入的学习和分析。在保证拍摄质量的问题上，倾斜摄影技术运用多角度拍摄，很大程度上提升了拍摄画面的全面性和完整性。这些新型无人机摄影测量技术的发展，对现在的智慧城市建设起着越来越大的促进作用。

(五)空间数据库

由于地理信息的环境要素、信息量与视觉地理条件需要匹配，并且需要强调现势性，这使得智慧城市的建设必须与信息共享系统共通共融。城市空间基础数据库是实现信息定位、空间分析的基础，以空间基础数据库为连接平台，将Oracle数据库、Access数据库、SQLServer数据库、MySQL数据库、SQLite数据库这五大基础数据库连接成一个有机的整体，为全面表达自然、社会和人类活动提供基础依据。因此，智慧城市的建设应以测绘大数据为基础，在日趋精密高效的数据信息之下，真正实现城市各部门信息的共享。各种与应用相关的智能城市定位相关应用是基于时态信息云平台，支持服务数据处理的构建和时间信息处理平台的城市定位智能分析，实现获取信息、数据采集以及数据共享、交换、集成。编辑、存储和综合业务发布提供城市的公共服务各部门的数据，全面协调城市管理服务，整合信息资源的不同的部门在不同的城市安全、有效的协调和操作，并提供科学合理的城市建设规划和城市建设的发展机遇以及挑战。

(六)空间地理信息高精度定位

运用测绘地理信息建设智慧城市，应当用最少的生态环境污染、能源资源消耗与时间成本对城市发展问题进行处理。如：哈市城管部门工作人员正在用先进的“智慧城市”管理系统对市区内的破损井盖进行实时监测和维修。据悉，自从有了该系统，哈市各职能部门第一时间就能对市区内公共设施进行管理和维护，而这些依赖的是卫星和大数据。以往排查城市地下管线，只能依赖人工采集，缺点就是采集效率低。而该公司开发了特有的“天、空、地”一体化采集流程，将卫星遥感、无人机、探地雷达、激光推扫车和人工普查结合，历时一年半，就探测核实了哈市地下各类管线1.9万公里，300余万个城市部件数据，不但弄清了哈尔滨的每一处井盖，还弄清了每一根电线杆、变电器。在不久的将来，哈市所有的道桥、园林、公厕、建筑、交通设施、人防设施也将陆续被录入智慧城市管理系统，市区内公共设施的管理和维修会变得更加方便。

(七)LIDAR系统

LIDAR系统就是激光雷达技术。LIDAR系统的主要应用方式是：先对激光波段进行分析，然后计算激光回波信息，最后利用科学的方法开展绘制工作。在智慧城市的建设过程中，测绘人员要详细分析城市的内部状况，还要对图像信息进行合适的处理与应用，最后运用影像加大对光谱的分析。要使LIDAR系统在智慧城市建设中更好地发挥作用，必须合理利用新技术，以此实现智慧城市建设质量的不断提升。

四、结语

信息化建设发展到现在，无论是数字城市的建设还是智慧城市的进展都依托于测绘大数据，智慧城市建设中，各项城市大数据的呈现、分析以及报告都基于数据的全面性和高效性，这一切都依托于测绘新技术。所以在数字化城市中测绘是不可缺少的。数字化进程在全国大范围推进，利用新的科学技术使测绘行业快速发展，比如，GPS，RTK，无人机航测，激光技术运用等。测绘信息高新技术的发展，给智慧城市的建设带来了更广阔的前景。