文/趙文迪
從上個世紀(jì)末開始出現(xiàn)“數(shù)字地球”的概念,隨著這一概念被逐漸認(rèn)同,“數(shù)字城市”應(yīng)運(yùn)而生,并且在全國各地逐漸開始建設(shè)。
物聯(lián)網(wǎng)和云計算等新一代信息技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化,為解決“數(shù)字城市”面臨的問題提供了新的機(jī)遇,與此同時“智慧城市”的概念應(yīng)運(yùn)而生。
智慧城市就是建立在“數(shù)字城市”的基礎(chǔ)框架上,通過衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)和高端測繪儀器感知地理信息,并由物聯(lián)網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通,采用云計算技術(shù)進(jìn)行處理,使城市規(guī)劃建設(shè)管理更節(jié)能、環(huán)保、科學(xué),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
簡單來說,“智慧城市”就是“數(shù)字城市”、物聯(lián)網(wǎng)和云計算三者的有機(jī)結(jié)合。據(jù)統(tǒng)計,我國在建的“智慧城市”項目約500個。
“智慧城市”的建設(shè)離不開城市內(nèi)部的信息化,3S空間信息技術(shù)為城市信息化提供了有效手段,成為了建設(shè)“智慧城市”的三大支撐技術(shù)。3S空間信息技術(shù)是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感技術(shù)(RS)技術(shù)的簡稱,能夠快速、準(zhǔn)確、可靠地收集、處理與更新各種空間信息和環(huán)境信息,將各類城市信息在計算機(jī)中實(shí)現(xiàn)可視化,實(shí)現(xiàn)對城市規(guī)劃、管理和建設(shè)的數(shù)字化。
在實(shí)際應(yīng)用中,3S空間信息技術(shù)不僅能提供精確的測量數(shù)據(jù)信息,促進(jìn)“智慧城市”的建設(shè),還可以通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的整合、分析實(shí)現(xiàn)可視化,為人們的日常生活以及各行各業(yè)的發(fā)展提供所需要的信息,為生活和生產(chǎn)提供了便利。
當(dāng)前我國“智慧城市”發(fā)展建設(shè)處于快速增長時期,“數(shù)字孿生城市”的概念也開始出現(xiàn)在人們的視野,并在雄安新區(qū)規(guī)劃中首次提出?!逗颖毙郯残聟^(qū)規(guī)劃綱要》中提出:數(shù)字經(jīng)濟(jì)占城市地區(qū)生產(chǎn)總值比重超過80%,大數(shù)據(jù)在城市精細(xì)化治理和應(yīng)急管理中的貢獻(xiàn)率超過90%,基礎(chǔ)設(shè)施智慧化水平超過90%,高速寬帶實(shí)現(xiàn)千兆入戶、萬兆入企。
和“智慧城市”相比,“數(shù)字孿生城市”的空間信息更加清晰、立體感更強(qiáng),能夠更加真實(shí)地還原城市,更能突出現(xiàn)實(shí)空間與虛擬空間之間的交互性,可實(shí)現(xiàn)虛擬城市與現(xiàn)實(shí)城市的互相疊加。它的出現(xiàn)不僅標(biāo)志著“智慧城市”達(dá)到了一個新的高度,更有利于完善城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推進(jìn)城市智能化進(jìn)程,形成城市發(fā)展新形態(tài)。這也意味著測繪技術(shù)需要朝著更加智能、虛實(shí)相映的方向持續(xù)發(fā)展,以推動“智慧城市”的進(jìn)一步深入。
作為當(dāng)前“智慧城市”的建設(shè)目標(biāo),在“數(shù)字孿生城市”建設(shè)過程中,我們同樣需要借助3S空間信息技術(shù)為其提供信息框架,實(shí)現(xiàn)城市信息化。例如,利用遙感技術(shù)RS通過使用各類遙感儀器來獲取多種遙感數(shù)據(jù);利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS獲取高精度定位信息,進(jìn)行實(shí)時測量,精確獲取城市實(shí)景、行動軌跡等重要數(shù)據(jù)信息;再利用地理信息系統(tǒng)GIS來對獲取到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合、分析及可視化的實(shí)現(xiàn)等。
隨著智能化需求的提高,“數(shù)字孿生城市”的建設(shè)對測繪產(chǎn)品向高分辨率、多維、高交互性等方面轉(zhuǎn)型升級提出了新的要求,基于二維空間的靜態(tài)數(shù)據(jù)采集、分析已經(jīng)不能滿足基礎(chǔ)設(shè)施完善和城市建設(shè)的需求。各行各業(yè)的發(fā)展對基于多維一體的高分辨率、高交互性、動態(tài)實(shí)時的地理信息數(shù)據(jù)的需求愈發(fā)強(qiáng)烈,社會的建設(shè)同樣也需要融合物聯(lián)網(wǎng)的多維動態(tài)數(shù)據(jù)來進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新性分析。
近年來,測繪行業(yè)開始向智能化、全息化、精細(xì)化、個性化方向改革拓展,上海市作為新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)試點(diǎn)城市,率先推出了智能化全息測繪技術(shù)體系。智能化全息測繪是利用航空傾斜攝影測量、三維激光掃描、探地雷達(dá)等測繪技術(shù)獲取城市高精度空間信息動態(tài)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)空間信息數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)信息流相融合,快速生產(chǎn)出多層面(二維三維、地上地下、水上水下、室內(nèi)室外等)一體化的全息測繪成果,實(shí)現(xiàn)城市空間物理實(shí)體與其虛擬模型融合,快速推進(jìn)城市空間數(shù)字化信息框架的構(gòu)建。
如今,多樣化、智能化的全息測繪產(chǎn)品相繼推出。例如,可量測街景、三維實(shí)景模型、高精度城市信息模型等,實(shí)現(xiàn)了測繪成果從傳統(tǒng)的二維層面到二三維一體多樣化的轉(zhuǎn)變,并根據(jù)用戶需求將各類要素進(jìn)行自動綜合。但目前,智能化全息測繪在國內(nèi)尚處于起步階段,需要進(jìn)一步解決精度、自動化等多方面的問題。