浅论测绘技术在智慧城市建设中的应用
李志浩
摘要：伴随我国智慧城市在现代化城市建设角色的日渐凸显，城市建设对地理测绘信息要求也越来越高。测绘地理信息作为智慧城市建设的基础，结合当前先进互联网技术、云计算及物联网技术，为实现城市系统功能升级、资源节省、管理高效方面提供了有力保障。本文将从智慧城市的建设内涵介绍着手，结合在现代智慧城市中应用测绘技术的重要意义分析，对测绘技术在智慧城市建设中的具体应用进行探究。
关键词：测绘技术；智慧城市；应用
城市作为区域经济、政治、文化等发展最活跃的单元，承担着节约资源和环境保护的重要责任。现阶段，加快建设智慧城市不仅是加强城市管理服务的需要，更是信息化时代下的必然选择。测绘地理信息是智慧城市建设的基础，其在数据类型、存储以及管理方面都有着较高要求，而应用测绘技术则能有效促进城市高效、低碳发展。
一、智慧城市建设的内涵
“智慧城市”是以推动城市智能化、智慧化发展为目标的一种更加科学、智慧的方式来管理城市的城市发展理念。智慧城市的实质是实现城市化、信息化和智能化三大发展目标的高度融合，是基于科学技术的发展，对现代城市知识理念的创新，同时也是21世纪后城市向更高层次发展的集中体现。在智慧城市建设中，云计算技术、地理空间信息技术的应用逐渐改变了城市中人与物、物与物、人与人间的交互方式，提高了城市信息资源的利用率，为促进国家经济和社会发展、提高人民生活水平提供了重要力量。“智慧城市”建设主要包括四个层面：一是资源平台层，这是智慧城市建设的关键环节；二是物体感知层，这是智慧城市建设中信息采集的主要途径；三是网络传输层，这为智慧城市建设提供了信息交互和业务运行的重要基础；四是服务应用层，在这一层面，智慧城市的建设成效最终得以体现。在智慧城市的建设中，地理空间信息是基础，也是智慧城市智能化建设的关键部分。因此，必须夯实智慧城市智能化的基础，综合运用云计算技术、网络技术、传感技术及专题系统等高新技术来实现现代智慧城市的现代化、信息化管理，提高城市发展质量。
二、现代智慧城市建设中应用测绘技术的重要意义
（一）为智慧城市建设提供基础信息
根据互联网数据统计中心报告得知，全球80%以上的信息与空间位置都有着密不可分的关系。在智慧城市建设中，测绘地理信息是基础性的关键信息，同时也是构建地理信息报告平台的重要内容。地理信息在数字城市时期主要由地理空间框架提供，然而在智慧城市时期，由地理空间框架提供的地理信息已无法满足发展需求，新一代以云计算、物联网为依托的时空地理信息数据才能构成智慧城市建设的基础。
（二）为智慧城市建设提供感知信息
新时期，对以数字航空数码摄影、高分辨卫星遥感、低空摄影测量系统、倾斜摄影技术等为代表的地理信息采集新技术的应用，为智慧城市获取形象化、高精度、可视化的城市地理信息创造了技术条件，同时也为应用者利用多时间尺度分析比较地理信息、监控城市发展变化提供了可能。因此，在智慧城市建设中，以“动态”地理信息替代数字城市建设“静态”的地理信息，在感知信息方面，测绘地理信息发挥着更加先进的作用。
（三）是智慧城市建设的应用支撑
测绘信息系统利用新技术为保障，不断为智慧城市的建设提供了丰富的数据，现代测绘技术逐渐逐渐取代传统测绘技术。尤其是精度更高、灵活性更强的全球定位系统的确立，为测绘遥感数据系统提供更多数据来源，进一步增强了地理信息系统空间分析与现实虚拟的能力。测绘信息技术、全球定位系统及遥感数据系统三者的有机结合，为智慧城市能快速、准确处理空间信息和环境更新提供了一个更加巨大的技术体系。
（四）提高智慧城市建设的智能化程度
测绘地理信息的可视化特征，一方面更加直观展示感知的城市信息空间分布及任何异常变化情况；另一方面测绘地理信息的空间分析模块结合了特定领域的行业分析模型，以直观、规律的方式在空间维度展示事物分布和发展变化规律，更精确、及时地提供与城市空间位置相契合的分析结果。此外，集成综合运用空间数据挖掘技术和大数据技术，有助于提升智慧城市建设中从各类信息发现和提取与空间相关知识的能力。
三、测绘技术在智慧城市建设的具体应用
测绘技术的全面发展为“智慧城市”奠定了重要基础。在“智慧城市”建设中，需要优先发挥测绘行业优势，测绘部门也应及时获取全面时空数据资源，为服务其他部门提供技术优势。通过对云计算、互联网及物联网等信息技术的综合运用，测绘技术在促进城市专题系统智能化、智慧化建设，加快城市经济、文化、环境的协调、可持续发展上有着广阔的应用前景。
（一）构建时空信息云平台
智慧城市的建设离不开信息的共享性与系统性。随着城市的不断发展，智慧城市需要有更实时性、更大信息量的信息支撑，同时对城市环境可视化、地址匹配性不断提出更高的要求。因此，测绘技术在为智慧城市提供大数据为基础的信息支持方面，集中体现在时空信息云平台的构建与运用。时空信息云平台（又称GIS云）是一个综合空间信息存储和应用平台，它利用云计算，通过地理空间信息系统的建模、存储以及处理，能使云平台更加便捷高效、低成本的运行，以连续、灵活和创新的方式为智慧城市提供智能空间服务。智慧城市中任何与空间位置有关的应用都以时空信息云平台为支撑，它为智慧城市的建设提供数据、定位以及信息分析处理等服务功能，达到数据共享及整合的目的，让数据信息的采集、存储及编辑实现一体化运行，在促进城市管理与服务的基础上，协调和整合各种信息资源，保障城市各系统之间的协同运行，为智慧城市的发展提供更加科学合理的规划。
（二）为智慧城市建设提供空间数据
（1）高分辨卫星遥感。自21世纪以来，具有高空间分辨率性能的遥感卫星已渐渐成为当今商业遥感领域发展的主流。我国现阶段最主要的测绘卫星是资源三号卫星，它不仅具有测绘功能，还能对资源进行调查，其应用领域主要是1：50000的基础地理信息的产品生产，还可应用于1：25000及更大比例尺地图的修测与更新，为建设智慧城市提供充足的数据依托，不断服务于城市规划、交通建设、生态环境、防灾减灾、国防建设等多个领域，在我国国土资源的检测与调查事业中发挥着重要作用。
（2）数字航空数码摄影。随着数字航空摄影技术的日益进步，基于数字航空数码拍摄的测绘技术得以发展。当前航空数码相机主要朝着两个方向发展：一是以线阵为主的传感器发展方向，其中，ADS40是产品中的典型代表；二是以面阵为主的传感器发展方向，其中，DMC、UCD为主要的产品代表。在航空数码相机方面，我国也自主研发了诸如SWDC、TOPDC等为代表的航空数码相机，这些航空数码拍摄设备在很大程度上提升了我国捕捉高分辨率影像的技术水平，为智慧城市建设中运用到的DOM，DLG，DSM，DEM等提供了重要数据。
（3）航空倾斜摄影技术。作为近年来发展尤为迅速的新技术之——倾斜摄影技术，其有机结合了航空摄影技术和数字地面采集技术，弥补了传统航拍技术只能垂直拍摄的缺陷，以一台飞行器上安装多部传感器的方式实现从5个不同角度的影像信息采集，构建了以地面为基础的三维模型。这种技术不仅能更加真实的反映地物的实际情况，还能有效解决传统航拍模式中正射影像的不足，更加高效获取建筑物侧面纹理的基础数据。
（4）光探测与测量系统。光探测与测量系统集激光测距、IMU、GPS等技术为一体，是一种融合高分辨率CCD相机的新型传感器设备，光探测与测量系统主要利用激光回波测距，通过高度精度获取数字表面模型之后，运用数字化处理模式，得出城市相关建模参数、植被参数及电力巡线参数等数据信息。因此，该系统可同时获得多种高分辨率光谱CCD影像，为后续应用提供更丰富的数据资源。
（5）低空摄影测量系统。在当代低空空间技术应用中，低空无人机是其最主要的载体之一，低空摄影测量系统可实现40°到60°倾角的地面遥控摄影，可以按照布设的航线获取城市建筑物的侧面与顶部影像，遥感影像中心位置可达到0.1m甚至更高的空间分辨率。因此，利用高分辨率拍摄的低空影像作为城市三维模型的影像源，能多重发挥影像的数据作用。同时，低空多角度、高分辨率的遥感影像拍摄也为城市三维景象各种纹理信息的采集提供可靠来源。在城市三维景观中，建筑物是其重要主体，低空摄影测量系统在已有二维数据的帮助下，能快速、方便获取建筑物高度及其几何结构信息；其过程主要是通过重建三维模型并映射低空遥感影像三维纹理获得。在三维可视化映射中，建筑物墙面和屋顶的侧面分为可见和不可见，测量系统将首先判断建筑物侧面的“可见性”，然后根据多航带影像映射出最佳纹理，结合纹理纠正、消隐分析等技术的应用，最终生成与城市真实建筑物一致的三维模型，保证最佳的可视效果。
结语：综上所述，为适应现代智慧城市的发展要求，跟上信息化时代步伐，充分重视和应用测绘技术对促进城市信息化、智能化和智慧化发展有着极为重要的现实意义，可谓是现代智慧城市发展的一味催化剂。对此，应不断加强并推广测绘技术在智慧城市建设中的应用，测绘部门应充分发挥测绘地理信息创建、完善的主体作用，为智慧城市建设提供空间信息和测绘保障，打造一批有“智慧”的城市，更好服务于城市人民生活。
