智慧城市建设中测绘地理信息的应用与发展

2020-03-06周志宇

工程建设与设计 2020年9期

关键词：测绘智慧信息

周志宇

（广西壮族自治区地理信息测绘院，广西柳州545006）

1 引言

智慧城市是从数字城市、物理城市发展而来，是数字城市＋物联网+互联网的组合体，实现了虚拟城市与现实城市的有机融合。在功能发挥、城市管理、政府决策、城市服务方面具有自适应功能，促进了现代化城市的可持续发展。

2 智慧城市概念与理论分析

智慧城市一词是由智慧地球演化而来，是智慧地球的重要组成部分。所有关于智慧城市的理念和规划所关注的是如何把分布于城市各个角落的传感器连接起来，形成物联网系统，再运用超级计算机和云计算技术实现对数据的实时存储、分析、传递、控制，实现数字信息与现实世界的高效融合。在此基础上结合大数据技术，提供海量信息服务，实现对人类生产和生活的高效管理和服务，进而达到一种智慧状态。智慧城市是在城市全面数字化基础之上建立的可视化、可量测、可感知、可控制的智能化城市管理与运营机制。智慧城市包含物联网络、互联网络、传感器、超级计算能力建设等智慧型基础设施和在实时信息分析基础上建立的城市管理系统和综合决策支撑系统。在智慧城市中将充分享受到因其智慧功能而带来的便利和服务，如智慧交通、智慧政务、智慧电网、智慧上网、智慧医疗、智慧教育、智慧餐饮等，通过网络系统为个人提供个性化、定制化的专业化服务，提高城市居民的生活水平和改善人民生活质量，为其提供更加舒适、安全、经济、便捷的城市环境。

3 测绘地理信息在智能城市建设中的作用

3.1 增强智慧城市的智能性

智能城市建设的根本出发点是以人为本，创建便民、利民的智能化城市服务系统。城市管理是城市建设过程中比较突出的问题，如何实现城市的科学化管理是智能城市建设致力于解决的主要问题之一。随着城市人口数量的急剧上升，打破了城市人口平衡，如何最大限度地发挥城市功能，调节城市压力，测绘地理信息技术在其中发挥了重要的作用。海量数据信息是智慧城市的特征，为此，在数据信息处理过程中必须保证信息的真实性和准确性，这样，才能实现城市高效运行。测绘地理信息在城市居民生活中发挥着提供最佳选择的作用。如在密集复杂的城市交通系统中如何选择一条最佳的出行线路，此时测绘地理信息系统就发挥了提供线路选择的功能。测绘地理信息系统对城市的所有线路信息进行了实时存储、分析并运用计算机技术挑选出最佳出行线路以供出行人员参考。测绘地理信息要以智慧城市的可持续发展为导向，结合城市现实状况，进行合理运用【1】。

3.2 拓宽智慧城市的智能化领域

智慧城市建设是宽领域、深层次的城市化建设，涵盖诸多领域，包含交通、电力、教育、医疗等。为能够推进智慧城市的快速建设与发展，必须注重新兴城市建设技术的应用与推广。测绘地理信息技术不仅适用于城市交通领域，其具有广泛的适用范围。地理信息为城市的各个区域制定了对应的地理坐标，并建立了与之对应的信息虚拟系统，利用地理信息系统和互联网络即可实现实时定位、跟踪、监控，拓宽了智慧城市的智能化范畴。

3.3 为智慧城市管理决策提供依据

现代社会是信息化社会，由一个个相互关联的信息节点构成统一系统。智慧城市的发展离不开信息节点的连接与传递，测绘地理信息、时间空间信息和服务系统是智慧城市建设的基础设施，共同组建成一个个信息节点数据源。测绘地理信息系统能为智慧城市的管理、决策和服务提供一个统一的参考系统，基于测绘地理信息系统输出的结果信息开展人的行为，为城市居民提供空间上的智能化服务。在城市生活中，测绘地理信息运用最为普遍的系统便是电子地图、专题地图和遥感影像。测绘地理信息为城市管理提供实时有效的数据信息，提升了智慧城市管理决策的科学性和实用性。测绘地理信息空间分析、多要素综合和动态预测的特点很大程度上提升了其在智慧城市建设中的地位和作用。利用GIS 和RS 信息获取系统，能够实时地对城市中的各要素进行监测、分析和反映，为智慧城市的管理决策提供实时数据参考。测绘地理信息是智慧城市管理、决策、服务的基础和保障，为智慧城市的发展提供决策信息依据。

4 测绘地理信息在智慧城市建设中的应用

4.1 地面移动测量系统

地面移动测量系统能够实时获取城市地理结构的三维模型和真实图景，是城市地理空间信息获取的基础和关键。获取的城市模型和真实影像为城市的空间信息系统提供实景图像支持。地面移动测量的方式多样，低空无人机是当前智慧城市地理信息获取的主要测量方式。其测量理论基于城市三维立体模型的创建，进行数据收集，传递云端，进行云计算，构建集数据收集、存储、分析、处理、输出的信息云平台。低空无人机的工作原理是借助安装的摄像机对整个城市画面进行拍摄，并通过测绘地理信息系统作用，进行数据分析和计算，以确保拍摄图像的实时性和精确性。也可把获取的城市数据信息输入已确定的三维模型之中，从而实现电子信息与现实城市境况的高度融合。

4.2 遥感技术

遥感技术在智慧城市的建设中具有重要的作用。其相较于测绘地理信息技术起步早，在数字城市向智慧城市的转变过程中已得到了广泛的应用。从本质上讲，遥感技术是人视力的延伸，运用遥感平台、传感器和遥感信息的传播与处理，从而获取城市地物的图像信息。随着遥感技术与计算机技术的结合，为信息的动态更新和基于环境变化提供了技术支持。遥感技术在现代化发展过程中发挥了不可替代的作用，促进了人们生活质量和生活水平的提高，被广泛运用于农业等多领域之中。运用遥感技术为人类提供实时动态信息，为智慧城市的建设提供信息服务。同时，也可基于城市监测数据信息对城市的道路进行科学规划，推进智慧城市的可持续发展。如遥感技术对单元地块信息的提取功能，运用遥感对单位地块图像的实时获取，提供高分辨率的实景图像，从而获取地物的详细信息，指导城市道路建设或农业发展。

4.3 倾斜摄影技术

倾斜拍摄技术是近几年测绘地理信息发展过程中出现的新型技术之一，并被广泛地应用于智慧城市的建设之中。倾斜拍摄技术是将实景图像获取与信息分析处理二者相结合，运用计算机和云计算平台进行对应数据信息的分析处理。这一技术具有显著的优势性能，既能做到对整个城市地物全方位、多角度地进行拍摄，还能有效地保障图像的准确性和清晰度，为智慧城市的建设提供了重要的信息技术支持。

4.4 LI DAR系统

LIDAR 系统由激光数据处理模块、地形建模模块、系统校准模块和正向影像矫正4 部分组成，应用广泛，在分离激光点类、林业、交通、电力、数字城市建设中都有所应用。针对其在数字城市建设中的应用进行分析，利用高精度的LIDAR 数字地面模型DEM 与GIS 系统有机的结合，可以建立和完善数字城市系统，对数据进行实时更新，高密度的三维数据对于虚拟城市的建设提供了便利，为智慧城市的建设提供了技术支持。

5 智慧城市建设中测绘地理信息的发展

5.1 室内外无缝定位与智慧时空技术

测绘地理信息未来将朝着面向多元移动终端、多样传感器、多定位平台、多信号源的米级无缝定位系统方向发展。开展基于一切外在信号进行无线精确定位的新型信息技术，实现三维实时无缝导航。开展面向智慧时空多元信息获取、存储、分析、计算的，构建室内外一体化的位置服务体系。

5.2 时空大数据技术体系

时空大数据平台利用物联网、云计算、大数据和地理信息等先进技术，以时空信息为基础，整合空间地理信息、政务信息资源、物联网感知信息等，建立时空信息大数据，搭建全域统一的智慧城市时空信息云平台，实现全域地理信息数据统一获取、统一存放、统一服务，为政府决策、经济发展、社会管理、应急保障和公众生活提供在线的时空信息云服务。