數(shù)字化城市管理測繪技術(shù)的應(yīng)用

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［摘要］本文通過總結(jié)數(shù)字化城市管理平臺的建設(shè)和運行在城市管理中發(fā)揮的作用，提出了數(shù)字化城市管理平臺在新形勢下的升級功能，結(jié)合新一代測繪技術(shù)的研究成果，論述了實現(xiàn)這些功能的主要技術(shù)和應(yīng)用范圍。

［關(guān)鍵詞］測繪技術(shù)；數(shù)字化；城市管理；應(yīng)用

1引言

自2005年北京市東城區(qū)建成數(shù)字化城市管理平臺，并向全國推廣以來，數(shù)字化城市管理平臺的建設(shè)和運行已經(jīng)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(shù)的平臺，構(gòu)建了新的城市管理體制機(jī)制和工作流程，提高了城市管理的科學(xué)化、信息化水平，加快了城市管理由粗放型向精細(xì)化的轉(zhuǎn)變。隨著公眾對城市管理水平和環(huán)境秩序要求的不斷提高，城市管理的精細(xì)化程度也在不斷加深，基于二維地理信息系統(tǒng)的數(shù)字化城市管理將面對諸多的挑戰(zhàn)，主要包括：①部件數(shù)據(jù)普查還不能實現(xiàn)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(xiàn)；②部件數(shù)據(jù)更新周期較長；③事件和部件問題還不能實現(xiàn)實景影像與歷史數(shù)據(jù)的精細(xì)化對比；④城市管理問題動態(tài)監(jiān)管的實時性還不能完全實現(xiàn)；⑤管理信息可視化方面不足。目前，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及遙感等新一代測繪技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)能夠為數(shù)字化城市管理平臺的升級提供有力的技術(shù)引擎。

2主要技術(shù)

移動測量技術(shù)是在測量車輛上裝載衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、攝影測量系統(tǒng)（CCD）相機(jī)、360°全景相機(jī)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）、激光掃描儀等傳感器和設(shè)備?！霸谲囕v高速行進(jìn)中，通過高精度的衛(wèi)星定位技術(shù)，配合慣性導(dǎo)航設(shè)備，獲取精確位置及姿態(tài)數(shù)據(jù)，將這些位置及姿態(tài)數(shù)據(jù)，與移動測量車輛同步采集的實景影像數(shù)據(jù)和激光點云數(shù)據(jù)進(jìn)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(shù)，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(jiān)督處置困難的問題，如路燈桿、行道樹、交通設(shè)施、建筑細(xì)節(jié)等。此外，這一技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在短時期內(nèi)的動態(tài)更新，大大提高了監(jiān)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(xiàn)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(dá)0．5米，相對測量精度達(dá)到厘米級”［2］。此外，實景影像融合技術(shù)和車載GPS技術(shù)，也能夠為提升數(shù)字化城市管理平臺的功能提供更新的技術(shù)支持。數(shù)字化城市管理平臺通過移動測量技術(shù)，已經(jīng)得到了實景影像數(shù)據(jù)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(jìn)行拍照，并上傳至數(shù)字化城市管理平臺，平臺通過對帶有位置、姿態(tài)信息的實景影像進(jìn)行融合，得到更新的、實時的實景影像。傳統(tǒng)的車載GPS技術(shù)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(chǔ)、改進(jìn)的遺傳算法為核心，開發(fā)出城管車巡邏最優(yōu)路徑選擇功能”［3］。這一技術(shù)可以更加科學(xué)、合理、高效地安排各類城市管理監(jiān)督執(zhí)法和作業(yè)車輛的行駛路線，避免交叉和空白。

3功能應(yīng)用

3．1立面部件普查

在傳統(tǒng)的數(shù)字化城市管理系統(tǒng)中，所有部件均以平面投影的方式在地圖上展現(xiàn)，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(shù)，可以實現(xiàn)將立面管理部件全部進(jìn)行普查，比如建筑立面上的廣告牌、建筑首層原始結(jié)構(gòu)、私搭亂蓋、立交橋、樹木等。升級后的數(shù)字化城市管理系統(tǒng)可以解決以前很難解決的問題，主要有以下幾點：①當(dāng)有未經(jīng)審批擅自設(shè)立的廣告牌，或未按審批規(guī)定的尺寸和內(nèi)容的廣告牌出現(xiàn)時，數(shù)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(shù)與歷史影像進(jìn)行對比和測量，在廣告設(shè)立完成前及時發(fā)現(xiàn)問題，予以處置；②當(dāng)有商家在居民樓首層為經(jīng)營方便而私自擴(kuò)大窗戶尺寸、將窗戶擴(kuò)大成門、甚至在承重墻上開門時，這一技術(shù)同樣能起到準(zhǔn)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(gòu)件，還有行道樹、城市家具等。

3．2實時動態(tài)事件監(jiān)管

城市管理中的動態(tài)管理和實時上報是快速處置，甚至是靠前防治的基礎(chǔ)。當(dāng)城市中出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)和核查問題范圍更大的優(yōu)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(biāo)點，為大數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)，還能克服巡查員不能在同一時刻出現(xiàn)在多個地點，造成的隨機(jī)性和滯后性問題，對城市管理工作進(jìn)行實時動態(tài)的監(jiān)督管理。

3．3監(jiān)管車輛智能化調(diào)度

目前，城市管理監(jiān)管和作業(yè)車輛包括環(huán)衛(wèi)、園林、市政、交通、執(zhí)法、電力（路燈）等，數(shù)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(fā)生問題的區(qū)域和線路上，而且可能無法及時出現(xiàn)在發(fā)生問題的點位上，同時也不可避免地出現(xiàn)交叉和盲區(qū)。通過車載GPS系統(tǒng)由數(shù)字化城市管理平臺行駛最優(yōu)路徑，同時配合巡查員，對所有車輛進(jìn)行智能化調(diào)度，就能夠?qū)崿F(xiàn)資源的高效合理利用。

4結(jié)語

衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及遙感等新一代測繪技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用轉(zhuǎn)化，能夠為現(xiàn)有數(shù)字化城市管理平臺的功能升級提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。這些技術(shù)的應(yīng)用，必將為我國由數(shù)字城市向智慧城市建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。

主要參考文獻(xiàn)

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作者：齊嘉偉 單位：天津市城市園林市場管理中心