基于3S技術的數(shù)字城市空間管治動態(tài)信息采集分析

徐帥　許玲　耿子媛　白林夏

摘 要：本文對數(shù)字城市空間管治動態(tài)監(jiān)測模型進行了分析，并提出了以3S技術為依托的數(shù)字城市空間管治動態(tài)信息采集與技術處理體系，希望能夠給相關從業(yè)者提供參考意見。

關鍵詞：3S技術；數(shù)字城市；空間管治；動態(tài)信息采集

隨著社會的進步，城市化進程不斷加快，現(xiàn)代技術給城市建設注入諸多活力。我國許多城市已經(jīng)開展了信息高速公路的敷設，以此來建立具備現(xiàn)代化技術的數(shù)字城市。所謂的數(shù)字城市指的是將信息技術、數(shù)字技術以及網(wǎng)絡技術與城市管理相結(jié)合，是四維空間中真實城市對數(shù)字化的重新認知，能夠有效解決城市中的資源、人口、環(huán)境等問題。開展城市空間管治，對實現(xiàn)城市的持續(xù)發(fā)展目標、城市空間的集約使用等有積極的現(xiàn)實意義。

一、數(shù)字城市空間管治的信息流程

一般將數(shù)字城市空間管治的信息流程分成四部分，分別是信息的采集、處理、數(shù)字產(chǎn)品加工以及管理服務。信息應用在城市規(guī)劃、土地管理等職能部門，以及社會組織的管制決策環(huán)節(jié)。

二、數(shù)字城市空間管治動態(tài)信息采集與3S技術

對于數(shù)字城市來說，最核心的內(nèi)容就是信息化，也就是實現(xiàn)網(wǎng)絡化、可視化、智能化的整個過程，其中最為基礎的就是城市信息化。GIS（地理信息系統(tǒng)）、RS（遙感）以及GPS（全球定位系統(tǒng)）是目前獲取動態(tài)空間信息、分析、存儲等主要技術，可將其視作數(shù)字城市空間的基礎技術，RS能夠感知城市空間變化，以及城市自身受到的外界影響，并將信息第一時間傳送到GIS；GPS能夠?qū)⑺行畔⑿纬傻臅r空特征進行準確定位。利用GIS處理平臺的空間分析功能，能夠做出最為合理的空間管治決策，并將空間狀態(tài)報告進行發(fā)生。所以，3S技術是建設數(shù)字化城市空間管治動態(tài)信息采集的基本方法。

三、數(shù)字城市空間管治動態(tài)監(jiān)測模型

以監(jiān)測城市空間動態(tài)變化信息、采集與處理為基礎的，面向3S技術形成的動態(tài)監(jiān)測模型，具備數(shù)字化、智能化、高動態(tài)等特點。

（一）城市空間信息獲取平臺

一般是以地面與空間技術信息采集系統(tǒng)、信息數(shù)字化采集系統(tǒng)為城市空間信息獲取平臺，對城市空間的動態(tài)變化實現(xiàn)全方位、多角度、立體式的監(jiān)測與跟蹤。其中，特殊的信息采集系統(tǒng)為環(huán)境信息采集系統(tǒng)與地面光譜信息采集系統(tǒng)。CDD數(shù)字攝影系統(tǒng)通常用于城市景觀模型信息采集與地面數(shù)字攝影等方面。

（二）城市空間信息處理平臺

一般將3S技術信息處理平臺以及大比例尺圖形編輯平臺作為支撐平臺。按照城市空間管治信息以及城市空間動態(tài)變化信息進行分類處理，成立城市空間管治信息方法庫，遵照城市空間管治標準化信息進行分類，對面向城市空間管治決策各類信息進行支持。

（三）城市空間信息管理平臺

通常是將城市空間管治信息采集、城市空間動態(tài)變化信息集約在城市空間管治決策系統(tǒng)中，城市空間管治信息庫以及城市空間動態(tài)變化信息以數(shù)字通訊系統(tǒng)為基礎進行實時更新，利用信息流程向城市空間管治給予實時服務。

四、基于3S技術的數(shù)字城市空間管治動態(tài)信息采集體系

本文主要對3S技術下的動態(tài)監(jiān)測信息采集體系進行分析。

（一）基于3S技術的動態(tài)信息采集總體技術框架

對于城市空間的結(jié)構(gòu)變化中的幾何特性進行針對性的技術設計，采取了監(jiān)控變化中的高分辨率RS傳感器與高動態(tài)的DGPS-RTK信息采集系統(tǒng)和較為靈活的三維激光空間信息掃描采集系統(tǒng)，將三者進行了有機結(jié)合，構(gòu)成動態(tài)、多維的數(shù)字城市空間管治動態(tài)信息采集體系。

（二）DGPS-RTK信息采集系統(tǒng)技術體系

精度較高的GPS實時動態(tài)定位技術是目前數(shù)字城市空間信息主要的獲取平臺，為了有效避免在應用時受到對流層的影響，使DGPS-RTK的工作效率得到進一步提升，一般可通過虛擬參考站技術形成空間定位框架，就能有效解決上述問題。DGPS-RTK是以載波觀測值為基礎的動態(tài)定位技術，能夠適用在不受訪問數(shù)量限制的三維信息采集。以此為基礎，參考站能夠?qū)Ψ掌鬟M行訪問，對解調(diào)器進行調(diào)制，將觀測值的坐標信息通過電磁波向監(jiān)測站發(fā)生。監(jiān)測站將采集到的GPS信號觀測數(shù)據(jù)和參考站觀測數(shù)據(jù)進行處理，能夠在最短的時間內(nèi)標注出監(jiān)測站的空間坐標。

（三）RS傳感器信息采集技術體系

RS傳感器能夠適用于監(jiān)測城市空間的變化動態(tài)信息，其中又分為單臺傳感器與單傳感器。單臺傳感器能夠獲得光譜信息，單傳感器是以立體觀測的形式為主。除了這兩種傳感器外，還包括合成孔徑雷達傳感器（多波段、高光譜分辨率、多極化微波成像），方便在較寬的電磁領域中發(fā)現(xiàn)更為復雜的城市空間動態(tài)變化信息以及光譜能力差異，并以窄波段、大波數(shù)獲得空間變化中的連續(xù)光譜，使監(jiān)測精度得到進一步提升。

五、結(jié)束語

綜上所述，本文以城市空間結(jié)構(gòu)為基礎，分析了數(shù)字城市空間管治監(jiān)測模型，并研究了以3S技術為基礎的數(shù)字城市空間管治動態(tài)信息采集體系，為數(shù)字城市的信息采集處理提供了新思路，希望能夠給數(shù)字化城市的建設做出一定貢獻。

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