空間技術支持下智慧城市發(fā)展淺析

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【摘要】在智慧城市建設中，空間技術扮演著重要角色。通過分析空間技術在智慧城市建設中的重要性，提出空間技術是為智慧城市建設提供基礎測繪地理信息，為智慧城市的發(fā)展提供大數據的支持，新型測繪技術打造了智慧城市時空信息云平臺。

【關鍵詞】空間技術；智慧城市；可持續(xù)發(fā)展

1引言

隨著社會經濟的發(fā)展，城市建設日新月異，城市建設的理念從傳統的城市建設發(fā)展到數字城市建設，再轉移到以智慧城市建設為重心。新一代的大數據技術、云平臺與云計算與遙感、全球導航衛(wèi)星系統、地理信息系統等測繪技術相結合，能夠實現對目標的智能導航、監(jiān)測和管理，能夠為智慧城市的建成提供有效的技術支撐[1-3]。為此，本文就空間技術在智慧城市建設中的應用進行闡述。

2空間技術在智慧城市建設中的重要性

空間技術測繪是指對地表自然地理要素或人工設施的形狀、大小、空間位置和屬性進行測量、收集和測繪。全球導航衛(wèi)星系統、遙感、地理信息系統、測量機器人、三維激光掃描攝影測量技術等現代空間信息新技術與云計算處理技術、物聯網技術相結合，為智慧城市建設提供基礎數據和應用支持，使城市建設越來越智能化[4]。

3空間技術為智慧城市建設提供基礎測繪地理信息

基礎測繪地理信息主要包括數據、圖形、圖像等成果和衍生產品。沒有測繪地理信息，就不可能建設智慧城市，測繪地理信息是智慧城市建設的基礎。一般來說，智慧城市物聯網的建設需要大量的城市測繪數據。城市地圖數據主要包括地理數據和綜合管理數據兩類。其中，地理數據主要通過測繪技術實現，可有效保證地理數據的安全性，更好地利用城市地理數據。新的測繪技術基于計算技術和網絡實現智能測量，可為智慧城市建設提供更加及時、準確、快速的地理空間信息。隨著科學技術的發(fā)展，出現了測量機器人、數字水準儀、GNSS和三維激光掃描儀等高精度、智能化測量儀器。

3.1測量機器人

測量機器人是一種集自動目標識別、自動瞄準、自動角度測量和測距、自動目標跟蹤和自動記錄于一體的智能全站儀。隨著光電技術、計算機技術等新技術在全站儀中的應用，全站儀逐漸向自動化、智能化方向發(fā)展。這些新技術為提高測量精度、降低勞動強度、適應特殊環(huán)境、拓展工作領域提供了硬件基礎。測量機器人的角度測量精度可達0.5〃，測距精度為0.6mm+1×10-6m，它集成了超高精度全站儀技術、高分辨率數字圖像技術和超級鏡像站技術，可滿足當前測量行業(yè)的多樣化需求，為智慧城市建設提供更準確可靠的基礎空間數據。

3.2全球導航衛(wèi)星系統（GNSS）

全球導航衛(wèi)星系統主要通過衛(wèi)星的信號傳輸到地面接收機。接收機能準確掌握測量位置和具體位置信息，從而達到良好的測量效果。全球導航衛(wèi)星系統同時確定三維坐標，將測繪和定位技術從陸地和近海擴展到整個海洋和外層空間，從靜態(tài)擴展到動態(tài)，從后處理擴展到實時定位和導航。全球導航衛(wèi)星系統是國家安全和經濟的基礎設施，是現代大國地位和綜合國力的重要標志。隨著GNSS技術的不斷發(fā)展和北斗系統的完善，測量水平不斷提高，測量更加全面可靠。全球導航衛(wèi)星系統不受天氣因素、地形因素和外部條件的干擾，能高效、準確地完成測量工作。

3.3三維激光掃描測量技術

三維激光掃描測量技術是繼GPS技術之后測繪領域的又一次技術革命。采用激光束高速掃描測量方法，可以快速、非接觸地獲取被測物體表面各采樣點的三維坐標數據。它可以快速、大面積、高分辨率地采集空間點信息，并獲取實體點集合。地形測量的發(fā)展推動了地形測量向高技術三維圖形的發(fā)展。三維激光掃描可廣泛應用于：①建筑物和構筑物的三維建模；②小型數字地形模型或高程模型；③飛機、輪船、汽車、雕像等獨立物體的3D模型；④自然地貌的三維模型。隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，數字礦山建設對生態(tài)環(huán)境保護具有重要意義。

4新興的遙感技術為智慧城市發(fā)展提供大數據支持

隨著現有遙感技術的不斷發(fā)展，高分辨率衛(wèi)星的遙感觀測、基于無人機平臺低空攝影測量、傾斜攝影測量為智慧城市的建成、發(fā)展更新、應用提供了重要基礎空間地理數據支撐。它不僅可以獲取智慧城市建設所需的測量信息，還可以通過高精度的圖像采集，為城市地理信息可視化技術創(chuàng)造條件。同時，基于長時間序列下的觀測數據能夠更準確地判斷和評估城市未來的發(fā)展方向[5]。

4.1高分辨率衛(wèi)星遙感

目前，遙感已在地形圖測繪、國土資源調查與監(jiān)測、防災減災、農林水利、生態(tài)環(huán)境、城市規(guī)劃建設、交通運輸、國防建設等諸多領域得到應用和發(fā)展。遙感技術、GNSS技術和地理信息技術的結合，可以合理規(guī)劃城市交通線路和農業(yè)生產，為智慧城市建設提供數據基礎[6]。

4.2數字航空攝影測量

數字航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測繪和地籍測量的重要手段（見圖1）。它可以提供各種形式的地圖產品，如數字、圖像和線條繪制。隨著數字航空攝影測量的應用，攝影測量產品從影像地圖轉變?yōu)?D（DSM、DEM、DOM和DLG），為基礎地理信息平臺提供了可靠的數據保障。航空影像可以更新和分析城市管理中的國土資源調查和土地利用能力，有助于更快地掌握城市土地資源利用狀況。通過航拍圖像掌握城市區(qū)域相關環(huán)境因素的變化，實時了解土地、水和植被是否受到污染，有助于改善城市環(huán)境。通過航空攝影測量，可以明確城市不同區(qū)域的土地紋理信息和景觀植被信息，通過對景觀植物的監(jiān)測，為城市景觀工程提供更多信息。航空攝影測量技術的應用可以不斷提高城市管理水平，實現城市的智能化發(fā)展。

4.3低空攝影測量

低空攝影測量搭載的主要是無人機平臺（見圖2），測繪精度高，便攜性好，能夠克服復雜地表和一定的惡劣氣象條件智能規(guī)劃航線完成測繪任務。低空攝影測量主要用于災害應急測繪、小比例尺測繪、三維城市建模和文物考古保護。在智慧城市建設過程中，高分辨率低空圖像可以作為城市三維模型的圖像源，充分發(fā)揮圖像數據的多種功能。它在智慧城市管理、智慧旅游、智慧公共安全等方面發(fā)揮著重要作用。

4.4傾斜攝影測量

傾斜攝影測量技術是一種新型測量技術，它通過不同角度的攝影相機獲取多視角的影像，從而獲得目標多角度的高空間分辨率的細節(jié)紋理信息。結合三維建模等技術，還能生成細節(jié)、紋理豐富的城市三維模型。該技術是實景三維的重要支撐。

4.5激光雷達系統

激光雷達系統的優(yōu)勢在于能夠獲得高精度的地面三維點云信息，并基于此構建高精度的數字地表模型。利用激光雷達所獲取的數據被廣泛應用于資源勘探、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、防震減災中，為高精度測繪、土地利用規(guī)劃等城市應用提供重要支撐，是智慧城市多維度建設的重要保障（見圖3）。

5新型的測繪技術打造智慧城市時空

信息云平臺智慧城市以空間定位為連接點，利用地理信息系統和虛擬現實技術整合各種數據資源。地理信息系統能夠整合和管理空間信息，并且具有一定的分析、顯示能力，能夠快速高效的分析城市內部的空間布局、產業(yè)分布等。依托于計算機高效的計算能力，GIS能夠以二維、三維的模式表達空間信息，從而為智慧城市的建設、管理提供分析和展示。因此，智慧城市的內在發(fā)展需要GIS的參與，構建出基于大數據的時空信息云平臺。在GIS平臺上，利用云計算對GIS進行建模、存儲和處理，保證數據交流、訪問和管理的便捷，為城市管理、軌道交通、民生經濟、環(huán)保、公共安全和資源管理等方面提供智能決策，使城市運營、管理和服務更高效、更智能、更靈活。

6結語

智慧城市的建設需要大量的數據支持其智能功能，這些數據可以通過測繪技術獲取。因此，我們必須重視空間技術的發(fā)展，要緊密結合現代高新技術的發(fā)展和實際生產的需要，通過改進和創(chuàng)新空間技術，形成先進可靠的新型技術手段，為智能城市的建設打下良好的數據基礎。

參考文獻

[1]王大成，崔紹龍，池天河.大數據時代城市公共信息治理建設[J].社會治理，2019（3）：46-50.

[2]何力.智慧城市建設背景下土地利用規(guī)劃GIS技術應用策略[J].城市住宅，2022，29（1）：121-123.

[3]周志宇.智慧城市建設中測繪地理信息的應用與發(fā)展[J].工程建設與設計，2020（9）：178-179.

[4]潘璐，劉子健，劉春雨，等.基于空間技術的智慧城市基礎設施管理研究[J].城市建筑，2018（30）：120-123.

[5]崔巍然.基于遙感技術的智慧城市基礎數據研究[J].智能建筑與智慧城市，2020（7）：21-22.

[6]金笑天，里巍，張振川，等.高分遙感在智慧城市新基建中的應用研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2022，12（6）：49-51.

作者:劉昕怡 單位:福建師范大學地理科學學院