新一代測繪技術在數字化城市管理中的應用研究

齊嘉偉

（天津市城市園林市場管理中心，天津　300381）

新一代測繪技術在數字化城市管理中的應用研究

齊嘉偉

（天津市城市園林市場管理中心，天津300381）

本文通過總結數字化城市管理平臺的建設和運行在城市管理中發揮的作用，提出了數字化城市管理平臺在新形勢下的升級功能，結合新一代測繪技術的研究成果，論述了實現這些功能的主要技術和應用范圍。

測繪技術；數字化；城市管理；應用

1　引言

自2005年北京市東城區建成數字化城市管理平臺，并向全國推廣以來，數字化城市管理平臺的建設和運行已經有10年的時間。在這期間，城市管理部門運用這一集中3S（GIS、RS、GPS）技術的平臺，構建了新的城市管理體制機制和工作流程，提高了城市管理的科學化、信息化水平，加快了城市管理由粗放型向精細化的轉變。

隨著公眾對城市管理水平和環境秩序要求的不斷提高，城市管理的精細化程度也在不斷加深，基于二維地理信息系統的數字化城市管理將面對諸多的挑戰，主要包括：①部件數據普查還不能實現全覆蓋，特別是立面部件很難用平面投影的方式在地圖上展現；②部件數據更新周期較長；③事件和部件問題還不能實現實景影像與歷史數據的精細化對比；④城市管理問題動態監管的實時性還不能完全實現；⑤管理信息可視化方面不足。

目前，衛星導航技術、傳感器技術、數據通信技術以及遙感等新一代測繪技術的快速發展，已經能夠為數字化城市管理平臺的升級提供有力的技術引擎。

2　主要技術

移動測量技術是在測量車輛上裝載衛星導航系統、攝影測量系統（CCD）相機、360°全景相機、慣性導航系統（INS）、激光掃描儀等傳感器和設備。“在車輛高速行進中，通過高精度的衛星定位技術，配合慣性導航設備，獲取精確位置及姿態數據，將這些位置及姿態數據，與移動測量車輛同步采集的實景影像數據和激光點云數據進行融合，形成具有地理參考的可量測實景影像”［1］。通過這一技術，我們可以得到任意部件的精確位置和實景影像，將能夠解決立面部件無法普查和監督處置困難的問題，如路燈桿、行道樹、交通設施、建筑細節等。此外，這一技術還能夠實現數據在短時期內的動態更新，大大提高了監督和處置的效率。另外，“由于影像帶有絕對方位元素，因此可以實現影像中任意地物的絕對測量和相對測量，絕對測量的精度可達0.5米，相對測量精度達到厘米級”［2］。

此外，實景影像融合技術和車載GPS技術，也能夠為提升數字化城市管理平臺的功能提供更新的技術支持。數字化城市管理平臺通過移動測量技術，已經得到了實景影像數據庫。城市管理巡查員在日常巡查中，通過手持的“城管通”對問題進行拍照，并上傳至數字化城市管理平臺，平臺通過對帶有位置、姿態信息的實景影像進行融合，得到更新的、實時的實景影像。傳統的車載GPS技術僅能夠觀察和記錄車輛的行駛路線，通過“ArcGIS自帶的空間分析功能為基礎、改進的遺傳算法為核心，開發出城管車巡邏最優路徑選擇功能”［3］。這一技術可以更加科學、合理、高效地安排各類城市管理監督執法和作業車輛的行駛路線，避免交叉和空白。

3　功能應用

3.1立面部件普查

在傳統的數字化城市管理系統中，所有部件均以平面投影的方式在地圖上展現，而大量的立面管理部件則無法在二維地圖上表示出來［2］。通過新的移動測量技術，可以實現將立面管理部件全部進行普查，比如建筑立面上的廣告牌、建筑首層原始結構、私搭亂蓋、立交橋、樹木等。升級后的數字化城市管理系統可以解決以前很難解決的問題，主要有以下幾點：①當有未經審批擅自設立的廣告牌，或未按審批規定的尺寸和內容的廣告牌出現時，數字化城市管理平臺的管理人員就能通過巡查員上報的實時照片，運用實景影像融合技術與歷史影像進行對比和測量，在廣告設立完成前及時發現問題，予以處置；②當有商家在居民樓首層為經營方便而私自擴大窗戶尺寸、將窗戶擴大成門、甚至在承重墻上開門時，這一技術同樣能起到準確判斷和及時糾正的作用；③其他部件的普查，如建筑頂部的坡屋頂、老虎窗及各種裝飾構件，還有行道樹、城市家具等。

3.2實時動態事件監管

城市管理中的動態管理和實時上報是快速處置，甚至是靠前防治的基礎。當城市中出現生活垃圾堆存、餐廚垃圾外溢、工程渣土灑漏、違章建筑、植物病蟲害等事件時，巡查車輛具有比巡查員行動更快、發現和核查問題范圍更大的優勢。通過移動測量、視頻傳輸、實景融合等方法，不僅可以快速捕捉和記錄目標點，為大數據提供基礎，還能克服巡查員不能在同一時刻出現在多個地點，造成的隨機性和滯后性問題，對城市管理工作進行實時動態的監督管理。

3.3監管車輛智能化調度

目前，城市管理監管和作業車輛包括環衛、園林、市政、交通、執法、電力（路燈）等，數量眾多。如果這些車輛在城市中漫無目的地行駛，不僅可能把時間和燃油浪費在未發生問題的區域和線路上，而且可能無法及時出現在發生問題的點位上，同時也不可避免地出現交叉和盲區。通過車載GPS系統由數字化城市管理平臺發布行駛最優路徑，同時配合巡查員，對所有車輛進行智能化調度，就能夠實現資源的高效合理利用。

4　結語

衛星導航技術、傳感器技術、數據通信技術以及遙感等新一代測繪技術的不斷成熟和應用轉化，能夠為現有數字化城市管理平臺的功能升級提供強有力的技術支持。這些技術的應用，必將為我國由數字城市向智慧城市建設打下堅實的基礎。

主要參考文獻

［1］王洪深，吳江壽，吳強華.網格化城市管理衛星技術綜合應用研究［J］.地理信息世界，2014，21（1）：56－62.

［2］李德仁.不停歇的思索——李德仁院士文集［M］.武漢：武漢大學出版社，2008：478－483.

［3］王茂領.基于3S技術的新型數字城管的應用研究［D］.鞍山：遼寧科技大學，2010.

［4］侯宇紅.基于全景真三維斜射影像的數字城管應用研究［J］.地理信息世界，2014，21（1）：106－110.

［5］朱慶.三維GIS及其在智慧城市中的應用［J］.地球信息科學學報，2014，16（2）：151－157.

［6］溫宗勇，楊伯鋼.北京市房屋全生命周期管理平臺建設與應用［J］.測繪科學，2014，39（2）：48－51.

［7］吳秀芹，李瑞改，王曼曼.地理信息系統實踐與行業應用［M］.北京：清華大學出版社，2013.

10.3969/j.issn.1673-0194.2015.09.108

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1673-0194（2015）09-0198-02

2015-03-17