新一代测绘技术在数字化城市管理中的应用研究

齐嘉伟

（天津市城市园林市场管理中心，天津　300381）

新一代测绘技术在数字化城市管理中的应用研究

齐嘉伟

（天津市城市园林市场管理中心，天津300381）

本文通过总结数字化城市管理平台的建设和运行在城市管理中发挥的作用，提出了数字化城市管理平台在新形势下的升级功能，结合新一代测绘技术的研究成果，论述了实现这些功能的主要技术和应用范围。

测绘技术；数字化；城市管理；应用

1　引言

自2005年北京市东城区建成数字化城市管理平台，并向全国推广以来，数字化城市管理平台的建设和运行已经有10年的时间。在这期间，城市管理部门运用这一集中3S（GIS、RS、GPS）技术的平台，构建了新的城市管理体制机制和工作流程，提高了城市管理的科学化、信息化水平，加快了城市管理由粗放型向精细化的转变。

随着公众对城市管理水平和环境秩序要求的不断提高，城市管理的精细化程度也在不断加深，基于二维地理信息系统的数字化城市管理将面对诸多的挑战，主要包括：①部件数据普查还不能实现全覆盖，特别是立面部件很难用平面投影的方式在地图上展现；②部件数据更新周期较长；③事件和部件问题还不能实现实景影像与历史数据的精细化对比；④城市管理问题动态监管的实时性还不能完全实现；⑤管理信息可视化方面不足。

目前，卫星导航技术、传感器技术、数据通信技术以及遥感等新一代测绘技术的快速发展，已经能够为数字化城市管理平台的升级提供有力的技术引擎。

2　主要技术

移动测量技术是在测量车辆上装载卫星导航系统、摄影测量系统（CCD）相机、360°全景相机、惯性导航系统（INS）、激光扫描仪等传感器和设备。“在车辆高速行进中，通过高精度的卫星定位技术，配合惯性导航设备，获取精确位置及姿态数据，将这些位置及姿态数据，与移动测量车辆同步采集的实景影像数据和激光点云数据进行融合，形成具有地理参考的可量测实景影像”［1］。通过这一技术，我们可以得到任意部件的精确位置和实景影像，将能够解决立面部件无法普查和监督处置困难的问题，如路灯杆、行道树、交通设施、建筑细节等。此外，这一技术还能够实现数据在短时期内的动态更新，大大提高了监督和处置的效率。另外，“由于影像带有绝对方位元素，因此可以实现影像中任意地物的绝对测量和相对测量，绝对测量的精度可达0.5米，相对测量精度达到厘米级”［2］。

此外，实景影像融合技术和车载GPS技术，也能够为提升数字化城市管理平台的功能提供更新的技术支持。数字化城市管理平台通过移动测量技术，已经得到了实景影像数据库。城市管理巡查员在日常巡查中，通过手持的“城管通”对问题进行拍照，并上传至数字化城市管理平台，平台通过对带有位置、姿态信息的实景影像进行融合，得到更新的、实时的实景影像。传统的车载GPS技术仅能够观察和记录车辆的行驶路线，通过“ArcGIS自带的空间分析功能为基础、改进的遗传算法为核心，开发出城管车巡逻最优路径选择功能”［3］。这一技术可以更加科学、合理、高效地安排各类城市管理监督执法和作业车辆的行驶路线，避免交叉和空白。

3　功能应用

3.1立面部件普查

在传统的数字化城市管理系统中，所有部件均以平面投影的方式在地图上展现，而大量的立面管理部件则无法在二维地图上表示出来［2］。通过新的移动测量技术，可以实现将立面管理部件全部进行普查，比如建筑立面上的广告牌、建筑首层原始结构、私搭乱盖、立交桥、树木等。升级后的数字化城市管理系统可以解决以前很难解决的问题，主要有以下几点：①当有未经审批擅自设立的广告牌，或未按审批规定的尺寸和内容的广告牌出现时，数字化城市管理平台的管理人员就能通过巡查员上报的实时照片，运用实景影像融合技术与历史影像进行对比和测量，在广告设立完成前及时发现问题，予以处置；②当有商家在居民楼首层为经营方便而私自扩大窗户尺寸、将窗户扩大成门、甚至在承重墙上开门时，这一技术同样能起到准确判断和及时纠正的作用；③其他部件的普查，如建筑顶部的坡屋顶、老虎窗及各种装饰构件，还有行道树、城市家具等。

3.2实时动态事件监管

城市管理中的动态管理和实时上报是快速处置，甚至是靠前防治的基础。当城市中出现生活垃圾堆存、餐厨垃圾外溢、工程渣土洒漏、违章建筑、植物病虫害等事件时，巡查车辆具有比巡查员行动更快、发现和核查问题范围更大的优势。通过移动测量、视频传输、实景融合等方法，不仅可以快速捕捉和记录目标点，为大数据提供基础，还能克服巡查员不能在同一时刻出现在多个地点，造成的随机性和滞后性问题，对城市管理工作进行实时动态的监督管理。

3.3监管车辆智能化调度

目前，城市管理监管和作业车辆包括环卫、园林、市政、交通、执法、电力（路灯）等，数量众多。如果这些车辆在城市中漫无目的地行驶，不仅可能把时间和燃油浪费在未发生问题的区域和线路上，而且可能无法及时出现在发生问题的点位上，同时也不可避免地出现交叉和盲区。通过车载GPS系统由数字化城市管理平台发布行驶最优路径，同时配合巡查员，对所有车辆进行智能化调度，就能够实现资源的高效合理利用。

4　结语

卫星导航技术、传感器技术、数据通信技术以及遥感等新一代测绘技术的不断成熟和应用转化，能够为现有数字化城市管理平台的功能升级提供强有力的技术支持。这些技术的应用，必将为我国由数字城市向智慧城市建设打下坚实的基础。

主要参考文献

［1］王洪深，吴江寿，吴强华.网格化城市管理卫星技术综合应用研究［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］.武汉：武汉大学出版社，2008：478－483.

［3］王茂领.基于3S技术的新型数字城管的应用研究［D］.鞍山：辽宁科技大学，2010.

［4］侯宇红.基于全景真三维斜射影像的数字城管应用研究［J］.地理信息世界，2014，21（1）：106－110.

［5］朱庆.三维GIS及其在智慧城市中的应用［J］.地球信息科学学报，2014，16（2）：151－157.

［6］温宗勇，杨伯钢.北京市房屋全生命周期管理平台建设与应用［J］.测绘科学，2014，39（2）：48－51.

［7］吴秀芹，李瑞改，王曼曼.地理信息系统实践与行业应用［M］.北京：清华大学出版社，2013.

10.3969/j.issn.1673-0194.2015.09.108

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2015-03-17