于淼

（沈陽(yáng)市勘察測(cè)繪研究院有限公司）

1 引言

現(xiàn)階段，我國(guó)基礎(chǔ)測(cè)繪體系正處于轉(zhuǎn)型發(fā)展關(guān)鍵時(shí)期，測(cè)繪服務(wù)由基礎(chǔ)GIS轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)化服務(wù)，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)覆蓋面持續(xù)擴(kuò)大，數(shù)據(jù)內(nèi)容更加豐富，在智慧城市建設(shè)期間發(fā)揮出顯著作用，廣泛用于城市規(guī)劃、工程建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)等諸多領(lǐng)域。因此，在智慧城市建設(shè)期間，應(yīng)借助新型基礎(chǔ)測(cè)繪，開(kāi)發(fā)實(shí)景三維場(chǎng)景為智慧城市建設(shè)和管理提供直觀的可視化信息表達(dá)，從而提升智慧城市建設(shè)和運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

2 新型基礎(chǔ)測(cè)繪在智慧城市建設(shè)中的作用

2.1 提供信息支撐

智慧城市屬于一類智慧化系統(tǒng)，由大量城市基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成，可以全面感知現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，匯總分析相關(guān)聯(lián)海量信息，準(zhǔn)確地判斷使用需求，提供相應(yīng)的城市服務(wù)。在智慧城市建設(shè)期間，新型基礎(chǔ)測(cè)繪體系負(fù)責(zé)持續(xù)提供海量、多源、動(dòng)態(tài)空間信息，并把時(shí)空信息平臺(tái)作為各類服務(wù)設(shè)施的信息交換、深度協(xié)同應(yīng)用的承載體，在三維空間、時(shí)間維度同步提供時(shí)空基準(zhǔn)，確保智慧城市應(yīng)用價(jià)值得到充分體現(xiàn)[1]。一般情況下，智慧城市主要涉及時(shí)空數(shù)據(jù)、政務(wù)數(shù)據(jù)、民生數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)以及社會(huì)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，新型基礎(chǔ)測(cè)繪體系主要提供時(shí)空數(shù)據(jù)，由基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、感知數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)等類型組成，構(gòu)建從地上到地下、從虛擬到現(xiàn)實(shí)的全方位時(shí)空數(shù)據(jù)，廣泛用于市政設(shè)施監(jiān)測(cè)、公共安全、智慧交通等諸多場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)對(duì)政府治理能力、城市管理能力的全面提升。

2.2 構(gòu)建城市物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是智慧城市建設(shè)體系的一項(xiàng)重要技術(shù)手段，以“萬(wàn)物互聯(lián)”為號(hào)召，把海量市政基礎(chǔ)設(shè)施接入到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)當(dāng)中，持續(xù)采集處理現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信號(hào)，智能感知市政設(shè)施使用狀況，根據(jù)用戶需求，遠(yuǎn)程遙控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施提供相應(yīng)服務(wù)，使得物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)成為智慧城市架構(gòu)中的感知層。新型基礎(chǔ)測(cè)繪依托地理信息數(shù)據(jù)與空間分析技術(shù)，可以優(yōu)化調(diào)整終端傳感裝置的布局方案，并由可視化地理信息平臺(tái)取代物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，直接將全部物聯(lián)設(shè)備接入可視化地理信息平臺(tái)中，依托平臺(tái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備定位、遠(yuǎn)程遙控、在線監(jiān)測(cè)等多項(xiàng)實(shí)用功能，提供基礎(chǔ)地理信息來(lái)提高物聯(lián)設(shè)備控制精度與強(qiáng)化環(huán)境感知能力，無(wú)須再額外投入人力物力資源來(lái)搭建物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。在智慧城市建設(shè)期間，新型基礎(chǔ)測(cè)繪已成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要補(bǔ)充，在不影響建設(shè)質(zhì)量的前提下，可以簡(jiǎn)化智慧城市框架結(jié)構(gòu)，降低建設(shè)成本。

2.3 實(shí)現(xiàn)智慧決策

智慧化程度是區(qū)分智慧城市與傳統(tǒng)城市的重要衡量指標(biāo)，智慧城市可以準(zhǔn)確推演目標(biāo)事件未來(lái)走向與總結(jié)客觀發(fā)生規(guī)律，替代人工作出正確決策，確保城市平穩(wěn)運(yùn)行，所提供各項(xiàng)服務(wù)質(zhì)量不受其他因素影響。然而，根據(jù)早期智慧城市建設(shè)情況來(lái)看，決策精度與數(shù)據(jù)規(guī)模密切相關(guān)，由于缺少獲取海量基礎(chǔ)地理信息的可靠渠道，實(shí)際數(shù)據(jù)規(guī)模有限，決策分析精度沒(méi)有達(dá)到預(yù)期水準(zhǔn)，致使智慧城市功效發(fā)揮受限。隨著新型基礎(chǔ)測(cè)繪體系的融合應(yīng)用，提供海量基礎(chǔ)地理信息與時(shí)空信息，通過(guò)增加數(shù)據(jù)規(guī)模、提高數(shù)據(jù)平均質(zhì)量來(lái)改善決策效果，確保智慧城市系統(tǒng)可以根據(jù)已掌握信息來(lái)作出最優(yōu)決策。同時(shí)，基礎(chǔ)測(cè)繪平臺(tái)還具備豐富實(shí)用功能，進(jìn)一步提高決策分析精度，例如，決策者調(diào)用相關(guān)測(cè)繪成果來(lái)構(gòu)建三維實(shí)景模型，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，準(zhǔn)確揭示事物時(shí)空運(yùn)行規(guī)律，提取數(shù)據(jù)背后隱藏的空間關(guān)聯(lián)信息[2]。

3 新型基礎(chǔ)測(cè)繪在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用策略

3.1 搭建時(shí)空信息云平臺(tái)

時(shí)空信息云平臺(tái)是智慧城市公共服務(wù)平臺(tái)的核心組成部分，以匯總整理、融合應(yīng)用城市管理專題數(shù)據(jù)作為功能定位，將海量數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)分類整理后上傳到服務(wù)資源池內(nèi)存儲(chǔ)，面向用戶提供包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)匹配、業(yè)務(wù)流定制、決策分析、事件回溯在內(nèi)的多元化優(yōu)質(zhì)服務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)各類型城市信息資源的高效利用。從應(yīng)用推廣角度來(lái)看，時(shí)空信息云平臺(tái)則是智慧城市建設(shè)體系、新型基礎(chǔ)測(cè)繪體系的重要“聯(lián)系紐帶”，運(yùn)用信息化技術(shù)來(lái)搭建功能完善的時(shí)空信息云平臺(tái)，把城市管理信息、測(cè)繪信息同步上傳給時(shí)空信息云平臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)、使用，共享應(yīng)用海量數(shù)據(jù)資源，后續(xù)在城市規(guī)劃、工程建設(shè)、市政設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理等場(chǎng)景中提供信息支持。時(shí)空信息云平臺(tái)的應(yīng)用模式主要分為網(wǎng)址無(wú)縫銜接、功能寄存、系統(tǒng)無(wú)縫銜接三種。

1）網(wǎng)址無(wú)縫銜接

以網(wǎng)址為基礎(chǔ)，系統(tǒng)網(wǎng)址和云平臺(tái)相互銜接，這類銜接模式部署簡(jiǎn)單、無(wú)需占用平臺(tái)資源。

2）功能寄存

也被稱為功能托管，應(yīng)用者向云平臺(tái)提交申請(qǐng)，審核通過(guò)后，可以利用系統(tǒng)在平臺(tái)內(nèi)的部署來(lái)提供相應(yīng)服務(wù)。該模式便于系統(tǒng)管理，但也存在占用平臺(tái)資源的局限性。

3）系統(tǒng)無(wú)縫銜接

應(yīng)用者根據(jù)自身需求，向平臺(tái)提交申請(qǐng)，平臺(tái)在無(wú)人工干預(yù)情況下，遵循預(yù)定規(guī)則，動(dòng)態(tài)分配平臺(tái)資源，向用戶提供所需服務(wù)與相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源，可以在占用少量平臺(tái)資源的情況下實(shí)現(xiàn)既定應(yīng)用目標(biāo)[3]。此外，時(shí)空信息云平臺(tái)以政府部門(mén)、社會(huì)公眾與企事業(yè)單位作為用戶群體，各類型用戶的服務(wù)需求存在明顯差異，如果提供同質(zhì)化服務(wù)內(nèi)容，則會(huì)對(duì)服務(wù)質(zhì)量造成明顯影響。因此，要提前做好用戶需求調(diào)研工作，準(zhǔn)確掌握各類型用戶群體的服務(wù)需求，在其基礎(chǔ)上制定專項(xiàng)服務(wù)方案，向用戶提供實(shí)際需求的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)。

3.2 提供空間基底數(shù)據(jù)

空間基底數(shù)據(jù)泛指時(shí)空大數(shù)據(jù)，包含諸多類型具備時(shí)間特征、空間特征的數(shù)據(jù)信息，如帶有時(shí)空標(biāo)簽基礎(chǔ)地理信息、智能感知數(shù)據(jù)以及專題數(shù)據(jù)。其中，基礎(chǔ)地理信息是傳統(tǒng)矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型在內(nèi)的4D 數(shù)據(jù)，和地名地址、地理實(shí)體等三維模型數(shù)據(jù)，收集整理測(cè)繪報(bào)告，從中提取與智慧城市建設(shè)活動(dòng)相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)。智能感知數(shù)據(jù)是智慧城市通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)所獲取帶有時(shí)空標(biāo)識(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，包括公安、城管、氣象等領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以及一體化對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)與城市管理部門(mén)提供的感知數(shù)據(jù)。

1）共享應(yīng)用

以城市管理部門(mén)作為服務(wù)對(duì)象，提前根據(jù)智慧城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，確定統(tǒng)一時(shí)空數(shù)據(jù)基準(zhǔn)，基于統(tǒng)一基準(zhǔn)來(lái)搭建各部門(mén)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，政府部門(mén)開(kāi)展業(yè)務(wù)活動(dòng)時(shí)，直接從時(shí)空信息云平臺(tái)上調(diào)取所需基礎(chǔ)地理時(shí)空數(shù)據(jù)[4]。

2）交換應(yīng)用

在統(tǒng)一時(shí)空數(shù)據(jù)基準(zhǔn)的前提下，各政府管理部門(mén)把業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的專題數(shù)據(jù)作為交換內(nèi)容，對(duì)同一對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)識(shí)處理，將專題數(shù)據(jù)提交至?xí)r空信息云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換目標(biāo)，從根源上解決信息孤島問(wèn)題，并通過(guò)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)預(yù)防相同對(duì)象數(shù)據(jù)偏差問(wèn)題出現(xiàn)。

3）聚合應(yīng)用

運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能等信息化技術(shù)，建立城市綜合決策系統(tǒng)，把全部類型專題數(shù)據(jù)備份傳遞給綜合決策系統(tǒng)，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，通過(guò)增加樣本數(shù)量來(lái)提高決策精度，取得“1+1＞2”的數(shù)據(jù)應(yīng)用效果。

4）挖掘應(yīng)用

運(yùn)用時(shí)空挖掘技術(shù)，對(duì)資源庫(kù)內(nèi)的全部時(shí)空數(shù)據(jù)資源進(jìn)行挖掘分析，掌握客觀發(fā)展規(guī)律，推演目標(biāo)事件的未來(lái)發(fā)展情況。

3.3 構(gòu)建實(shí)景三維場(chǎng)景

實(shí)景三維模型是新型基礎(chǔ)測(cè)繪體系在智慧城市建設(shè)項(xiàng)目中的一項(xiàng)主要應(yīng)用方法，運(yùn)用多項(xiàng)現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)來(lái)獲取測(cè)繪數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)內(nèi)業(yè)處理后，建立實(shí)景三維模型，立體化、直觀化與精細(xì)化呈現(xiàn)城市整體建設(shè)情況，模型屬性涵蓋諸多信息，幫助用戶更加深入地了解城市情況。

1）實(shí)景描述

以展示實(shí)體對(duì)象具體情況為應(yīng)用目標(biāo)，既可以把智慧城市整體作為實(shí)體對(duì)象，也可選擇把單體城市基礎(chǔ)設(shè)施、工程實(shí)體結(jié)構(gòu)作為實(shí)體對(duì)象，根據(jù)應(yīng)用要求來(lái)確定模型描述內(nèi)容，必須包含位置信息、尺度信息等基本信息。

2）綜合模擬

結(jié)合來(lái)源、層次的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，實(shí)現(xiàn)資源空間優(yōu)化配置目標(biāo)，掌握各類數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)情況，在海量數(shù)據(jù)支持下，以三維實(shí)景模型為載體，推演目標(biāo)事件后續(xù)發(fā)展過(guò)程。

3）社會(huì)服務(wù)

以人民群眾為服務(wù)對(duì)象，應(yīng)通過(guò)實(shí)景三維模型，將城市服務(wù)內(nèi)容與測(cè)繪數(shù)據(jù)相互聯(lián)系，提供更為優(yōu)質(zhì)的社會(huì)服務(wù)，包括無(wú)人駕駛、3D導(dǎo)航地圖、智慧停車等[5]。以無(wú)人駕駛服務(wù)為例，提前收集市政道路沿途點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立高精度三維地圖，引導(dǎo)車輛沿規(guī)劃路線自動(dòng)行駛。同時(shí)，車輛搭建傳感器，實(shí)時(shí)收集、上傳現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信號(hào)，根據(jù)信號(hào)處理結(jié)果，極短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)前方障礙物并確定前后車距，必要情況下，啟動(dòng)自動(dòng)避障程序，準(zhǔn)確躲開(kāi)前方障礙物，并在確定前方路段擁堵后重新規(guī)劃最佳行駛路線。

3.4 創(chuàng)新測(cè)繪技術(shù)

在我國(guó)大力建設(shè)智慧城市的背景下，對(duì)測(cè)繪成果質(zhì)量提出了更高要求，傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)存在時(shí)效性差、空間分辨率低下、誤差明顯的局限性，測(cè)繪成果逐漸無(wú)法滿足使用需求。

以無(wú)人駕駛服務(wù)為例，交通路況復(fù)雜多變，沿用傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)無(wú)法動(dòng)態(tài)掌握當(dāng)前交通路況，如果直接根據(jù)歷史測(cè)繪成果來(lái)引導(dǎo)車輛行駛，容易因撞擊前方車輛與各類障礙物而引發(fā)交通安全事故。為此，需重點(diǎn)提升測(cè)繪精度與測(cè)繪成果的時(shí)效性，滿足智慧城市建設(shè)需求?？梢圆扇⌒l(wèi)星遙感測(cè)繪技術(shù)，通過(guò)近地衛(wèi)星來(lái)拍攝地球表面影像，把衛(wèi)星影像同步發(fā)送給專業(yè)處理軟件，自動(dòng)化開(kāi)展一系列影像處理操作，獲取DOM數(shù)字正射影像、DEM數(shù)字高程模型等測(cè)繪成果，最終把測(cè)繪成果提交到時(shí)空信息云平臺(tái)，動(dòng)態(tài)更新三維實(shí)景模型，真實(shí)反映實(shí)體對(duì)象當(dāng)前情況。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新型基礎(chǔ)測(cè)繪體系的融合應(yīng)用，是建設(shè)新型智慧城市的重要一環(huán)，應(yīng)用效果與城市建設(shè)質(zhì)量息息相關(guān)。在智慧城市建設(shè)過(guò)程中，要重視新型基礎(chǔ)測(cè)繪的運(yùn)用，積極落實(shí)搭建時(shí)空信息云平臺(tái)、提供空間基底數(shù)據(jù)、構(gòu)建三維實(shí)景模型、創(chuàng)新測(cè)繪技術(shù)等多項(xiàng)應(yīng)用策略，以新型基礎(chǔ)測(cè)繪為支撐，順利建成新一代智慧城市，穩(wěn)步提升城市治理水平。