可量測實景影像在數字城管中的應用

楊沾吉

(深圳市福田區城市管理局，廣東深圳518000)

可量測實景影像在數字城管中的應用

楊沾吉

(深圳市福田區城市管理局，廣東深圳518000)

簡要介紹可量測實景影像技術，探討基于可量測實景影像技術的數字化城市管理部件數據采集與建庫，并介紹基于此技術的福田區城市管理部件數據采集及建庫項目工作應用情況，認為基于可量測實景影像的城市部件普查方案，對于其他城市開展數字化城管部件數據采集具有重要的借鑒意義，建立的實景影像數據庫不僅可以為數字城管、智慧城管，還可以為數字城市提供信息服務。

可量測實景影像;數字城管;部件普查

一、引 言

福田區數字城市管理工作始于2006年，是在深圳市城管局統一技術框架下完成的。雖然福田轄區大部分是建成區，但隨著近幾年城市現代化進程的加快，尤其是深圳地鐵等工程的開工建設，使得越來越多的城市部件位置、屬性信息發生了變化。由于原來的數字城管系統中沒有考慮城市管理對象(包括部件信息)的實時更新，因此原來的部件數據庫已無法適應現今數字化城市管理的要求。為此，2011年福田區啟動了部件數據采集建庫和城管綜合信息更新系統項目的建設工作，目的是完善福田區部件數據庫，并建立城管綜合信息實時更新系統。

深圳是建設部第一批數字城市管理試點城市，使用的是二維電子地圖，缺乏直觀性，而且定位模糊也時常會影響案件派遣的準確性。2009年國家測繪局［1］發布了可量測實景影像行業技術文件，為數字城管部件數據采集開辟了一個全新的技術途徑。可量測實景影像(digital measurable image，DMI)是近年迅速發展起來的高效的測繪技術，隨著社會信息化的快速發展和不同用戶個性化需求的增加，傳統4D產品(DEM、DOM、DLG和DRG)已不能滿足空間信息服務所要求的大信息量、高精度和可視化的需求［2］。可量測實景影像數據作為5D產品，具有現勢性、完整性、可判讀、可測量和可挖掘等特征［3］。可量測實景影像系統擅長采集道路兩邊的通視部件數據，如燈桿、行道樹、廣告牌、交通設施等(這些部件通常占普查部件總量的70%以上)，并能夠提供豐富的空間位置信息和較高分辨率的影像數據，采集效率高且可以降低勞動強度。因此，福田區部件數據采集建庫和城管綜合信息更新系統項目采用了這一技術。

二、基于可量測實景影像技術的部件數據采集與建庫

可量測實景影像是采用移動測量技術(mobile mapping system，MMS)采集的，具有內、外方位元素和時間參數的地面實景影像以及應用接口的統稱［4］。移動測量系統通過集成的GPS、CCD相機和INS/DR(慣性導航系統或航位推算系統)等傳感器和設備，在行進中獲取具有位置、姿態和時間等參數的影像和相關的空間信息［5］。

根據建設部頒布的《城市市政綜合監管系統管理部件和事件分類、編碼及數據要求》(CJ/T 214—2007)，城市管理部件包括公用設施類、道路交通類、市容環境類、園林綠化類、房屋土地類、其他設施類及擴展部件類7大類。部件普查內容包括城市部件的位置、歸屬部門、使用性質、目前狀況、所在單元網格等部件屬性。

基于可量測實景影像技術的部件采集以移動道路測量技術為主，在獲取部件空間位置的同時還可以獲取絕大多數部件的可量測影像。對少量不能采用移動道路測量系統獲取的部件，可采用常規測量手段進行補充。對采用常規測量手段進行測量的部件，必須同時拍攝部件照片。對GPS信號弱的區域，則采用手持式GPS和全站儀進行部件補充調查。基于可量測實景影像庫的采集主要分為外業采集和內業處理兩個過程。外業采集時主要完成各項傳感器數據的收集，而內業是對這些數據的加工處理，為原始影像進行集成和地理參考處理，并通過影像挑選、質量檢查等各道工序，最終形成滿足要求的可量測實景影像庫。

城市管理部件影像數據庫，可以方便地進行電子地圖、部件普查數據和實物的比對，形成一個閉環的城市部件普查數據質量檢查體系。由于這些部件影像庫具有坐標信息，因此可以廣泛地應用于城市數字網格系統，為管理員、協管員、事件處理者提供現場部件影像資料的查詢，也可以為數字城市提供信息服務。

三、福田區部件數據采集建庫應用實例

1.實現路線

福田區基于可量測實景影像測量城市部件采集建庫嚴格按照建設部關于數字城管建設中城市部件的分類標準及相關行業規范、要求執行。具體包括:

1)前期準備工作。搜集基礎數據，然后對項目實施區域進行實地調研，并基于調研結果進行數據采集路線規劃、數據采集區域規劃和實施時間規劃等。

2)可量測實景影像的采集與制作。按照前期規劃好的路線對項目實施區域進行可量測實景影像的采集，符合技術標準后轉入內業處理。內業處理主要是對可量測實景影像與GPS數據、慣性導航系統數據進行匹配和集成，通過GPS差分技術及GPS-INS集成糾偏技術提高空間數據精度。

3)基于可量測實景影像的數據提取。通過測圖軟件對可量測實景影像進行依時序的瀏覽，發現城市管理部件后，便可在可量測實景影像對上分別選定該部件的同名像點。同名像點選定后，就可以量算出該城管部件的坐標值，并可依據此坐標值在空間數據庫中新建該部件的記錄。

4)利用深圳CORS進行補測。由于過往車輛、植被遮擋等導致部件數據缺失的，筆者利用深圳CORS進行了部件補測。

5)建立部件、實景影像數據庫。按照部件分類調查部件屬性，經主管部門確認后錄入部件數據庫。整理采集的影像、視頻數據，結合電子地圖、行政區劃、單元網格等建立福田區部件實景影像庫。

2.福田區部件數據調查情況

此次可量測實景影像部件數據采集共完成7大類128小類部件普查，普查面積72.75 km2，完成1∶1000圖幅291幅，調查部件總數達253 884個(如圖1所示)，地址數量16 522。和2006年結果相比，總部件數量減少36 352個，市政主要部件數量增加22 276個(見表1)。這一結果一方面說明部件損壞很嚴重，達到12.5%;另一方面說明市區政府加大了市政基礎設施建設投入，如代表平安城市建設的監控電子眼和市容美化的花架花缽。外業實測檢查結果(見表2)表明，部件定位精度滿足國家有關技術規范要求。

圖1 福田區部件分布圖(截至2011年)

表1 市政主要部件前后變化表

表2 部件定位精度統計表

3.福田區可量測實景影像應用

福田區可量測實景影像數據庫將地理信息、圖片和部件基礎信息有機融合，以可視的方式提供了部件管理交換手段，在獲取部件位置信息的同時，可以直觀地看到周邊環境信息。以可見即可得的簡單操作方式獲取影像中部件的位置、長度、面積等量測信息，不僅可以滿足城市管理的需求，也可以為數字化城市提供信息服務。

在城市管理方面，可以量測部件的位置(如圖2所示)，可以量測部件的規格，有利于城管執法取證(如圖3所示)，可以標注感興趣的部件或地物(如圖4所示);在數字城市服務方面，可以提供交通標識位置信息(如圖5所示)，可以和電子地圖匹配，提供三維實景導航服務(如圖6所示)，也可以以巡航方式瀏覽可量測實景影像(如圖7所示)，真實再現道路兩側及周邊信息，增強了用戶的體驗感。

圖2 城市管理部件位置量測

圖3 城市管理部件規格量測

圖4 城市管理部件標注

圖5 交通標識位置信息服務

圖6 與電子地圖匹配的三維實景影像導航

圖7 基于可量測實景影像的街景巡航

四、結束語

可量測實景影像技術為數字化城市管理提供了可視、可量測、可挖掘的近地面立體影像，并與高分辨率遙感影像無縫銜接，從天上到地上構成了全景化的城市空間信息平臺。福田區的應用實例表明，可量測實景影像是數字城管、智慧城管部件數據采集的重要技術手段，完全可以滿足國家有關部件定位精度的技術要求，由此得到的部件及影像數據庫不僅能夠提高城市管理案件派遣準確率，縮短案件流轉時間，提升城市管理的效率，還可以進一步面向公眾提供影像服務，提高公眾的城市管理參與度，發揮更大的社會效益。

［1］ 國家測繪局.CH/Z 1002—2009可量測實景影像［S］.北京:測繪出版社，2009.

［2］ 李德仁.論可量測實景影像的概念與應用——從4D產品到5D產品［J］.測繪科學，2007，34(4):5-7.

［3］ 李德仁，沈欣.論基于實景影像的城市空間信息服務——以影像城市·武漢為例［J］.武漢大學學報:信息科學版，2009，34(2):127-130.

［4］ 李德仁，郭晟，胡慶武，等.GIS引擎——“真圖”數據解決方案［J］.地理信息世界，2008(3):5-10.

［5］ 胡慶武，郭晟，柳鄭華，等.基于可量測實景影像的數字公路體系研究［J］.公路，2010(2):95-101.

Digital Measurable Image in the Digital Urban Management

YANG Zhanji

0494-0911(2012)08-0036-03

P208

B

2012-07-23

楊沾吉(1964—)，男，山東海陽人，高級工程師，主要從事大地測量與地理信息系統應用工作。