遥感与GIS技术在数字城市建设中的应用

顾晓莉，潘德根

(1.扬州市职业大学，江苏扬州225009；2.扬州茂源土地评估规划咨询有限公司，江苏扬州225009)

遥感与GIS技术在数字城市建设中的应用

顾晓莉1，潘德根2

(1.扬州市职业大学，江苏扬州225009；2.扬州茂源土地评估规划咨询有限公司，江苏扬州225009)

该文介绍了数字城市的建设背景，分析了遥感及GIS技术优势，并介绍遥感与GIS技术在数字城市建设中的应用。

数字城市；遥感；GIS

1 数字城市发展概述

近年来，随着信息科技和网络通信技术的快速发展，以及信息基础设施的完善，全球数据呈爆发式增长[1]。数字城市的建设目标就是使城市的各部分数据和信息有效地整合，统一管理，统一使用，达到快速反应、全面管理的目的[2]。

数字城市强调看得见，有的用，注重基础，强调用数据说话。数字城市是以人为主导，对城市进行人地关系调控，将城市人地关系系统进行数字化就是城市的信息化。随着遥感、GIS技术等其他信息技术的高速发展，数字城市更倾向于利用信息技术实现城市各领域的信息化，进而提升社会整体的生产效率。城市信息化过程即数字城市的建设过程。数字城市包括四个信息化进程，分别是：地球表面测绘与统计的信息化、政府管理与决策的信息化、企业管理、决策与服务的信息化及市民生活的信息化。数字城市的应用领域广泛，涉及城市规划、智能交通、环境治理、安全应急、生活缴费、医疗服务等。

2 遥感与GIS技术

遥感与地理信息系统(GIS)技术主要倾向于数字城市建设中地理信息数据的获取、处理、分析及应用。目前的遥感、地理信息系统和数字城市技术的发展，已初步提供了建立这一评价体系的基本物质条件[3]。

遥感是当代信息科学与技术的主要技术之一。遥感是人类第一次离开地球去观测地球，由此人们可以在同一个时间断面全面、准确、快速、客观的获取地球表面广域空间直至全球的实时信息。遥感技术为人们深刻、全面认识自身所处的自然环境创造了条件，为推动社会信息化、社会进步起到了关键性的作用，是现代地理空间信息的主要信息源。遥感提供多尺度、多层面的时空图像信息，构成人们社会活动、生产活动的基础信息。国民经济部门大部分领域都需要以空间信息技术提供的时空信息为基础构建本行业的信息系统。当前，遥感技术在农业、国土资源管理、水资源管理、矿产资源管理、气象与大气污染监测、防灾减灾、国防等诸多领域都有重要应用，为这些领域提升科技水平、提高管理效益、增进社会生产力发挥了至关重要的作用，促进这些领域向着精确、精准、数字化、可视化方向发展，使生产与管理的决策更科学、合理，从而为国民经济科学、可持续发展提供坚实的技术保障。

地理信息系统(GIS)是在计算机软硬件及网络支持下，对有关地理空间数据进行处理和分析的技术系统。地理信息系统的优势是以空间数据库为基础，采用地理模型分析法，将地学空间数据与计算机技术相结合，对地理信息进行处理。提供多种时间数据和空间数据，输出的数据及图形产品也是多样化，服务于地理研究和地理决策。地理信息系统的主要功能：1)数据的采集与输入；2)数据编辑与更新；3)数据存储与管理；4)空间查询与分析；5)数据显示与输出。

3 遥感与GIS技术在数字城市建设中的应用

3.1 数字城市地图制图及地图的实时更新

遥感技术是地理信息获取的主要途径之一。随着遥感图像空间分辨率及遥感图像分类方法的不断提高与更近，高分率遥感卫星的发展突飞猛进，以较高的影像空间分辨率、逐步增强的影像获取能力、较好的影像现势性等特点极大的应用于城市地图制图及城市地图实时更新。目前，有些高分卫星影像即时服务系统集合了高分辨率、高精度、高性能等优势，可以高效地存储、管理和发布遥感影像、数字地形、专题地理信息等数据。利用遥感技术进行监测，可以“快”而“全”的获取大面积城市地理实时信息，有利于城市地图制图及地图的实时更新。

3.2 建立三维影像图

利用遥感影像获取地面三维信息、构建相应三维模型，进而可以完成数字城市地物的构建。

1)基于单张影像的建筑物三维重建

单张影像可以对地表规则的物体进行三维重建，因规则物体存在固定的几何关系，底边与顶边平行，顶边与侧边垂直。例如，利用单张影像可以对房屋进行三维重建。

2)异源遥感影像三维重建

不同传感器获取的遥感影像，其影像的空间分辨率、色彩及影像尺寸等会存在不同。利用异源遥感影像进行立体成像时，首先对左右影像进行规范化处理，使两幅影像统一到同一标准后，再进行同名像点自动匹配，建立三维影像图。在广义立体像对的构建中，对于不同传感器获取的遥感影像进行立体构建时，根据其各自定位模型的不同，可以利用四种不同的空间前方交会数学模型进行三维重建，分别是：RFM+RFM模型、RFM+CEM模型、RFM+AM模型及RFM+DLT模型。

3.3 建立数字城市地理空间框架

目前，全国大部分城市已经完成了数字城市地理空间框架的建设，建立了数字城市基础地理信息数据库，实现了对城市基础地理信息数据的有效管理[4]。随着城市建设的不断发展和地理空间框架应用的不断深入，基础地理信息数据库逐渐缺乏现势性，数据库的维护和更新已经是几乎所有城市的“数字城市”建设和应用都面临的迫切问题[5]。数据库的及时更新及空间框架正常发挥作用离不开遥感及GIS技术的发展。数字城市地理空间框架包括四个部分，即空间基准、跨网摆渡、基础地理信息数据库及地理信息公共平台。其中，基础地理信息数据库包括基础地理信息数据、数据库管理系统及支撑环境。地理信息公共平台包括公共平台数据集、管理交换系统、在线服务系统及支撑环境。

3.4 推动数字化城市管理

数字化城市管理是综合运用计算机、网络及通信等现代信息技术，实现精确、高效、科学的城市管理。“互联网+”时代，数据呈现多元化，特别是基于人的移动行为大数据，进行地理空间可视化和地理维度需求分析，其商业价值和社会价值有着无限可能性，并蕴含在大数据分析中。地理信息平台软件的迅猛发展，数据处理技术创新能力、软件开发能力大幅度提高，使得GIS技术在数字化城市管理中有着很好的应用。可以更好的应用在数字化城市管理，包括市政管理、经济生产、安全管理及社会生活等方面。

4 结束语

当前，“数字城市”建设覆盖范围越来越广，应用领域也越来越丰富。利用遥感与GIS技术进行地理信息数据采集、数据库建设、数据存储与分析，使得数字城市建设的前景更加广阔。在当今“互联网+”新时代，对数字城市建设又赋予了新的使命，数字城市建设也是智慧城市建设的基础，为城市管理及城市居民带来更加智能、便捷、先进、高效的生产与生活方式。

[1]李德仁,张良培,夏桂松.遥感大数据自动分析与数据挖掘[J].测绘学报,2014,43(12)：1211-1216.

[2]张石.城市规期中GIS技术的应用[J].黄山学院学报,2006,8 (3)：89-92.

[3]吴良镛,毛其智.“数字城市”与人居环境建设[J].城市规划, 2002,26(1)：13-15.

[4]谭耀华.地理空间数据在数字城市中的应用[J].测绘与空间地理信息,2012,35(2)：112-114.

[5]李斌.基于GIS技术下的数字城市建设[J].测绘与空间地理信息,2015,38(4)：169-172.

TP311

A

1009-3044(2017)21-0059-02

2017-06-15

江苏省高等职业院校专业带头人高端研修资助项目(编号：2016TDFX014)

顾晓莉(1986—)，女，江苏兴化人，硕士，讲师，主要研究方向为遥感与地理信息系统应用。