新型基礎測繪在智慧城市建設中的作用與應用探析

汪達文

泰安市測繪地理信息中心 山東 泰安 271000

當前，由于智能技術所帶來的便捷性，人們對它的認同程度越來越高，于是，智慧城市就成了各個區域開發和建設的理想目標。在此背景下，通過云服務與移動互聯網相結合，實現數字化、智能化的測繪，進而實現由“以最優”功能向“資源節約型”的轉型。近年來，新型基礎測繪技術被越來越多地用于工程建設、地理信息等領域，為智慧城市的建設提供了有力的數據支撐。所以，開展測繪工作，探討其在智慧城市中的應用與實踐，是非常有必要的。通過對智慧城市的建設，實現了城市生活的高效、低碳和便捷。

1 基礎測繪地理信息數據在智慧城市建設中的作用

1.1 提高城市建設質量

隨著信息化時代的來臨，信息的更新速度不斷加快，人類日常生活中所面對的海量數據越來越多。在此背景下，各行各業都要加速發展、進行轉型升級、充分利用信息化優勢。智慧城市的建設是當今城市與信息化社會同步發展的必然選擇。在這一過程中，有關部門和工作人員要不斷提升“智慧城市”的水平。在經濟發達和科技發達的地區，基本的測繪GIS數據已經與城鎮建設相結合，能夠對GIS數據進行實時、動態的更新。在此意義上，基礎測繪地理信息數據實質上是一個龐大的信息庫，它涵蓋了城市各個方面的內容，并具有現代化的計算能力和自我更新能力，這將極大地提升智慧城市的建設質量[1]。

1.2 推動城市的建設

目前，我國的城市信息化已經進入了一個更高的層次，而城市的一個重要標志和一個具體的結果就是，大力推動數字化進程。但是，如果沒有對GIS數據進行科學的應用，就不可能實現智慧城市的建設。在智慧城市的建設過程中，對測繪地理信息數據庫進行合理的利用，既能為智慧城市的發展提供數據依據，還能根據數據信息對我國智慧城市建設的方向和效果進行分析。智慧城市相對于傳統的城市建設模式有著顯著的優越性，能夠有效地實現產業、商業和生活模式的高度智能化，對推動城市中各個行業的發展、轉型和升級起到了積極的推動作用。

1.3 拓展城市發展空間

當前，中國正掀起一股“智慧城市”的熱潮，在全國范圍內都已啟動了“智慧城市”的建設，并在全國范圍內形成了一大批“試點地區”和“產業園”。信息化是智慧城市的一個重要組成部分，也是一個與之息息相關的行業。基于此，我國正在多個領域，以健康醫療、智能交通等為代表的多個領域，以產業轉型升級為契機，加速智慧城市建設進程。在建設智慧城市的過程中，基礎測繪與GIS數據是必不可少的。利用GIS數據進行城市空間的合理規劃、拓展空間，對城市的發展具有重要意義。

1.4 促進智慧城市的多功能發展

隨著城市各領域空間地理信息的不斷積累，為其提供了新的服務與應用理念，促進城市各領域向多功能方向發展。隨著城市交通、醫療、旅游等領域的智能化發展，需要更多的空間地理信息作為基礎支持。

在城市交通方面，綜合運用靜態、動態、時間、空間等多源信息，融合實時交通感知數據，對城市交通進行精準感知與預警，進而對城市交通擁堵成因進行深入研究，進而對其進行宏觀調控，從而達到緩解、改善、提升城市交通運行效率的目的，最終構建智慧城市交通體系。

在城市醫療領域，通過對醫療機構、電子病歷、醫學影像、可穿戴設備、醫療體檢等數據進行集成，并結合周圍區域的人群健康空間數據，建立無空間約束的城市醫療大數據中心，從而建立最優的公共衛生與醫療服務體系。在此基礎上，可以很容易地建立起智慧醫療服務系統。其中，實現了臨床服務，病案管理，醫療質量管理，輔助臨床決策；“個人健康醫生”系統能夠進行健康檔案管理，信息監控，健康指導，緊急救援，隨時隨地進行健康監測；傳染病突發事件處理系統能夠對傳染病的發生、發展、傳播進行分析，并能對傳染病的傳播進行預測。

2 在智慧城市建設中的應用

2.1 空間信息云平臺的應用

以服務資源池技術為基礎，來實現各類數據的服務化，利用地名地址匹配引擎來實現對數據的精確匹配，利用服務引擎來完成服務的發布與調用，利用業務流引擎來完成對各種業務流的定制，利用知識引擎來完成對知識的挖掘與發現，最終實現對各類城市信息資源的共享與應用[2-3]。

面向三類不同的用戶群體，即政府各管理部門、企事業單位和社會公眾，為其提供了標準化的服務和接口，并搭建了相應的應用系統。本項目擬通過“云應用”功能，將第三方應用與空間信息云計算平臺無縫連接，方便資源申請、功能托管，為空間信息云計算平臺提供“一站式”服務。

2.2 基于基礎測繪的智慧城市建設

在智慧城市的建設過程中，測繪和GIS的基礎數據起到了舉足輕重的作用。所以，在進行智慧城市建設前，必須要有基礎的GIS數據。采用先進的檢測技術，不但可以提高檢測的效率，而且可以提高檢測的精度。從基礎測繪地理學中獲得更多的信息與數據，是智慧城市建設的關鍵。若資料不足，資料不全，則所得之結論亦有失準確性與科學性。

2.3 在公共安全中的應用

智慧城市的建設，首先要滿足人們的生活需要，所以，對其進行科學的防災與應急能力的規劃是非常重要的。在城市的日常運營中，很有可能出現安全事故。一個城市若不具備相應的突發事件應急處置能力，將會造成難以想象的嚴重后果。在此背景下，建立智慧城市的安全與應急管理系統，需要進行基礎測繪與地理信息收集。正確、科學地運用這些信息，可以有效地識別洪水，滑坡，地震等災害。在智慧城市建設中，社會治安問題必須得到足夠的重視。在此基礎上，綜合運用多學科交叉的研究思路，將多學科交叉融合，構建具有自主更新能力、可持續發展能力的防災與應急體系。運用基本的測繪GIS技術，將安全事件的發生概率降到最低，從而整體提升城市突發事件的處理能力。

2.4 時空信息云平臺的應用

以空間數據為基礎，對空間數據進行聚合、融合與共享，是智慧城市公共服務平臺的核心。在此基礎上，提出了一種新的面向對象的服務資源池技術，并將其應用到面向對象的服務資源池中。如上面所示，可以使用服務引擎來發布并調用服務，使用業務流引擎來定制各種業務流，使用知識引擎來完成對知識的挖掘和發現，最終可以實現對各種城市信息資源的共享和應用。

面向政府、企事業單位、社會大眾等三類用戶群，為其提供統一的服務與界面，從而搭建相應的應用系統。本項目擬通過“云應用”功能，將第三方應用與時空信息云端平臺進行無縫對接，為用戶提供便捷的資源使用與功能托管，為用戶提供“一站式”服務。“云應用”的應用方式主要包括三個方面：1）以網站為基礎的無縫鏈接；該模型的優勢在于，它不需要占用平臺的任何資源，只需要通過應用的網站就可以與平臺進行鏈接，方便了應用的部署；2）以功能性寄存為基礎，要求應用軟件提出申請，通過審核后，才能在平臺上實現應用軟件的部署。其優勢在于方便了應用系統的管理；3）為了實現系統的無縫部署，需要對請求進行實時調度，減少對平臺資源的占用。

3 智慧城市建設運營模式的選擇

3.1 基于政府角度選擇的運營模式

在進行智慧城市建設工程的運作方式選擇時，需要有關部門針對工程種類、性質等因素，進行最佳的運作方式選擇。在智慧城市的建設中，大部分是依靠測繪GIS與空間定位服務來提升城市的管理能力。但是，由于涉及到城市安全、市民個人隱私等方面的基本測量數據，其產生不以營利為目的。所以，應采取以政府為主導的經營方式。而BT、BLT兩種模式在智慧城市建設與管理中的重要地位，也是其發展的必然趨勢。在云服務中心、物聯網傳感裝置等基礎設施的構建上，最大化提升其構建與運行的效率與品質，為智慧城市的構建與運行奠定堅實的理論與技術基礎。其次，從便利出行、日常購物和旅游等角度考慮，要適度地引進民間資本；實踐證明，企業在利用社會資本的同時，既能有效緩解政府的資金壓力，又能使公司自身的經營管理水平得到最大程度的發揮[4]。

3.2 基于企業角度選擇的運營模式

首先，公司要搞清楚自己所從事的業務是否與智慧城市的核心業務相匹配。但在實際中，智慧城市的建設仍然存在許多問題，主要表現為：信息碎片化，數據難以整合，數據清理不及時。在面臨這些困難與瓶頸的時候，企業應該利用自己的核心技術優勢，從數據治理、云平臺等方面入手，爭取政府的支持，共同推進智慧城市的發展。總體而言，政府在通訊、公共管理、民生等方面的投資與扶持力度都很大。在具體的運作方式上，企業可采用與政府合資的方式。采用BT、BLT、PPP三種模式，既能有效地吸引政府資金，又能達到“雙贏”的目的。

4 城市基礎測繪發展趨勢

在當今社會，自動化已成為人們日常生活的一項重要技術，所以，智能城市的自動測量是一種必然。信息技術是21世紀發展的一項重要內容，它的應用范圍很廣。正如前面所提到的，智慧城市是指資源節約，效率高的城市。將自動控制與資訊科技有機地融合在一起，對于土地與城鎮人口的監控，無疑將會節約許多人力與物力，并提升監控的效率與精確度。尤其是，隨著計算機技術、網絡技術、智能機器人和測量儀器系統的不斷更新，自動化測繪技術將會朝著5G技術、大規模集成系統自動化技術、數字化、三維可視化技術和人工智能的方向發展，到那時，人們就可以在家里進行測繪了。

4.1 數字城市逐漸向智慧城市發展

城市基本測繪工作是為城市發展服務的，必須與城市的發展和建設相結合，才能真正發揮其應有的作用。為此，必須加速與城市信息化相融合，構建“智慧城市”，以促進新一代測繪技術的發展。2014年，8個部門聯合發布了《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》。將城市地理空間、建（構）筑物等多維空間數據進行集成，建立一個基于GIS的智慧城市地理空間數據共享與應用體系。我們能夠看出，在新的信息化建設的時期，智慧城市的建設體現出了對基本測繪支持服務的需要：要發揮基本測繪工作的地位、資源和技術的優勢，讓他們加入到智慧城市的建設中來，對數據進行充實，對功能進行改進，并對已經完工的數字城市地理空間框架進行改進。在此基礎上，通過對GIS技術進行升級，完善CORS技術，提升智能城市傳感網的位置準確度。“十二五”時期，全國大部分地級及以上城市已基本建成“數字城市”地理空間架構，使得基礎測量結果的網上服務有了跨越式的發展，為城市信息化建設提供了一個面向地理定位的公共信息共享平臺，也為各種城市功能與服務的空間信息化打下了堅實的基礎。隨后，國家測繪局、GIS聯合印發《關于開展智慧城市空間信息云平臺建設試點工作的通知》（國發〔2012〕122號），對未來的智慧城市進行了部署與規劃，使其能夠更好、更快的發展，更好的適應城市信息化的發展需求[5]。

4.2 基礎測繪服務變革

由傳統的基礎GIS服務向網絡化的方向發展，是基礎GIS服務向網絡化轉型的重要標志，也是實現基礎GIS服務向網絡化轉型的根本。在服務對象方面，除政府機關外，社會企業、科研院所、學校、事業單位等將會是更大的使用者群。即便是在地基CORS、“天空地圖”等技術不斷完善的情況下，在地理信息服務、地理信息服務等方面，仍將以個人用戶為主。

在服務內容方面，項目將從以基本測繪成果為主導的“三大”“三大業務”（即“基礎測繪”、“地理態勢監測”和“應急保障”）轉變為“三大服務體系”。“天空地圖”是我國新一次基本測繪工作中的一種新形式，也是一種新型的地理信息系統，是一種新型地理信息系統。在此的基礎上，已有更多的產業和部門完成了以基本測繪結果為核心的主題應用，并逐漸將其擴展到土地空間布局的優化，生態環境監測與評價，智慧城市建設，城鄉規劃，精準農業，智能交通，應急救災等方面。它們起到了基礎的功能，對公共利益的保障功能也越來越明顯。此外，以北斗為核心的衛星導航和定位服務，有望突破國際上對北斗衛星導航和定位的壟斷地位。隨著北斗導航技術的不斷發展，以及在國家的支持下，它將逐漸深入到人們的日常生活中，成為基礎測量中不可或缺的一部分，同時也將為人們的日常工作和生活提供必要的服務。

4.3 地理信息新技術推動城市基礎測繪發展

隨著新型GIS技術的發展與應用，城市基礎測繪業得到了迅速的發展，為城市建設提供了有力的支撐。衛星導航與定位技術使傳統的測地方法發生了翻天覆地的變化無人機及其成像技術為實現快速獲取和更新地理信息提供了技術手段。利用3D影像技術，可以更直觀地展示城市的基礎地理信息。隨著現代計算機和網絡技術的發展，GIS正朝著信息共享和互操作性的方向發展。以云、大數據、物聯網、移動互聯網為核心的GIS技術已經成為全球發展的趨勢，對基礎測繪服務的擴展與深化起到了推動作用。

5 結論

智慧城市的建設是建立在海量的智能基礎設施，海量的空間信息數據，以及物聯網、云計算、人工智能等核心技術的基礎上，來實現城市規劃、建設、管理和運營的智能化。目前，我國的基礎測繪正在由“數字化”向“信息化”和“智能化”的轉變。測繪基礎GIS的應用已由靜態向動態，由一維向多維，由表面形態向空間形態綜合形態發展。要建立一個具有更深入的感知、更廣泛的連接、更智能的決策、更智能的服務的空間信息平臺，對新一代智慧城市的建設提供全方位的支持。在未來智慧城市的建設中，新的基礎地形圖將具有更加廣泛的應用前景。