智慧規(guī)劃中地理信息服務建設的關鍵技術

田鵬，王勇

(1.中國礦業(yè)大學，江蘇徐州221116；2.徐州市勘察測繪研究院，江蘇徐州221002；3.徐州市產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗中心，江蘇徐州221000)

智慧規(guī)劃中地理信息服務建設的關鍵技術

田鵬1,2，王勇1,3

(1.中國礦業(yè)大學，江蘇徐州221116；2.徐州市勘察測繪研究院，江蘇徐州221002；3.徐州市產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗中心，江蘇徐州221000)

通過剖析智慧規(guī)劃的特點和建設要求，分析智慧規(guī)劃對地理信息服務帶來的挑戰(zhàn)，確定地理信息服務在智慧規(guī)劃中的作用和關鍵技術，以期為地理信息服務工作發(fā)展方向提供決策依據(jù)。

智慧規(guī)劃；地理信息服務；無人機；3DGIS；BIM

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.080

1 引言

智慧規(guī)劃是推動智慧城市建設的重要性、基礎性工作，它采用計算機、物聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術，整合了基礎測繪、規(guī)劃編制和規(guī)劃管理等信息資源，形成規(guī)劃管理業(yè)務網(wǎng)上辦公、審批、監(jiān)管和網(wǎng)上服務的新型管理服務模式[1]。智慧城市時代的城市發(fā)展逐漸從規(guī)模擴張到品質提升轉變，新型城鎮(zhèn)化要求城市建設在產(chǎn)業(yè)、低碳、智慧、綠色和管理水平方面全面提升，需要更多地研究和應對“人”對城市空間的全方位需求，需要向傳統(tǒng)的空間統(tǒng)籌中加入多學科的科學技術方法，智慧的規(guī)劃應具有技術信息化、流程標準化、管理精細化的特點。

地理信息作為智慧城市建設的基本元素，使智慧城市除了擁有全方位的信息采集能力外，還應具備更強有力的信息綜合處理、分析、共享和協(xié)同等能力[2]。在越來越多的智慧城市實踐中，地理信息和以此為基礎建立的地理信息共享、協(xié)同平臺及其由此衍生的地理信息服務生態(tài)體系，已經(jīng)發(fā)展成為智慧城市建設的核心支撐之一。

2 智慧規(guī)劃對地理信息服務帶來的挑戰(zhàn)

隨著“智慧城市”建設的持續(xù)深入，項目規(guī)劃、設計、管理工作關注的內(nèi)容越來越詳細，支撐城市規(guī)劃的各種傳統(tǒng)基礎資料越來越難以描述城市空間的深層次問題，無法支撐科學、理性的規(guī)劃分析研究，這就對地理信息服務在生產(chǎn)模式、提供內(nèi)容、服務形式上帶來了新的挑戰(zhàn)。

2.1 生產(chǎn)模式的挑戰(zhàn)

經(jīng)濟社會發(fā)展對地理信息的集約性、現(xiàn)勢性要求不斷提高。在當今的城市規(guī)劃管理過程中，不論是自然災害、應急事件的實時響應，還是項目監(jiān)管、城市規(guī)劃設計，對地理信息服務的速度和質量都提出了非常高的要求。同時，近幾年測繪地理信息技術裝備的自主創(chuàng)新水平快速提高，無人飛機航攝系統(tǒng)、移動測量系統(tǒng)等技術在生產(chǎn)一線推廣應用，顯著提升了我國測繪地理信息基礎設施的整體水平。因此，建立信息化測繪技術體系和適應工作需求的生產(chǎn)模式已經(jīng)迫在眉睫。

2.2 提供內(nèi)容的挑戰(zhàn)

地理信息服務的發(fā)展在第一階段僅僅是提供可視化地圖；在第二階段是與智慧規(guī)劃的各項業(yè)務相融，如地塊規(guī)劃、環(huán)境分析等；在第三階段是支持頂層決策，這也是評價城市規(guī)劃工作是否真正實現(xiàn)智慧的要素之一。智慧的規(guī)劃中，地理信息服務工作要承擔的重任，就是讓地理空間智能化，如地理信息的智能提取、智能分析和智能應用，幫助決策者進行科學的決策，實現(xiàn)從地圖到?jīng)Q策的轉變。

2.3 服務形式的挑戰(zhàn)

云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術在智慧城市中大規(guī)模應用，為了實現(xiàn)實時有效的地理信息綜合服務，單純的數(shù)據(jù)提供已不能滿足需求，需要在整個基礎設施、網(wǎng)絡建設成功后，更多提供平臺服務，包括網(wǎng)絡服務、定制服務和共享服務。

3 智慧規(guī)劃中的地理信息服務關鍵技術

3.1 航空影像快速獲取技術

航空影像作為直觀、易于計算、易于分發(fā)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，相對于矢量地圖，航空影像能夠提供更多的增值信息，不同來源的航空影像可以在不同尺度或者不同層面提供數(shù)據(jù)的支撐（見圖1）。在規(guī)劃工作的設計和管理中，遙感影像用于城市特征的提取、城市特征變化的監(jiān)督，如綠地提取、建設用地變化監(jiān)測。高空航測影像可以提供大比例尺地形圖用于城市規(guī)劃中的方案定點、規(guī)劃設計，低空無人機影像在區(qū)域影像快速獲取與更新、城市影像資料留存方面有優(yōu)勢。

圖1 不同來源的影像在規(guī)劃工作中的用途

高分辨率影像獲取與處理技術包括數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)調用、數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)分發(fā)技術等[3]。海量高分辨率影像快速獲取與處理技術的效率直接決定了影像數(shù)據(jù)的應用方式和應用范圍。智慧規(guī)劃中的地理信息影像服務應該重點解決區(qū)域型的遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品快速生產(chǎn)和處理的問題，只有具備周期短、精度高、成本低的特點，才能盡量減少因信息缺失帶來的規(guī)劃管理工作的盲點，滿足精細化、動態(tài)化規(guī)劃工作的要求。

3.2 3DGIS技術

3.2.1 3DGIS技術存在的問題

在三維規(guī)劃審核的環(huán)節(jié)，一般是通過CAD設計圖紙參照效果圖制作三維模型，連同項目資料一起導入三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)中（見圖2a），在城市地理場景中定性考察建筑方案與周邊環(huán)境的風格、體量[4]。但是從項目整個生命周期角度來看，規(guī)劃設計與審核作為其中一個環(huán)節(jié)，單純?yōu)槿S規(guī)劃方案審批目的進行三維建模，無法保證與上一環(huán)節(jié)的CAD圖紙內(nèi)容完全一致，實際上無法作為可復用成果傳輸?shù)较乱粋€環(huán)節(jié)，項目信息的數(shù)據(jù)流轉在此環(huán)節(jié)斷開，三維GIS輔助規(guī)劃決策就成了一個封閉的系統(tǒng)，這種特點也制約著3DGIS系統(tǒng)的發(fā)展和生命力。

3.2.2 建筑信息化背景下的BIM技術

BIM起源于以建筑工程為依托的信息集成技術，主要為了實現(xiàn)建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設效率[5]。隨著近10年來的信息技術的快速發(fā)展，在各國政府的積極推進下，憑借配套技術（數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)交換標準等研究）不斷完善，在國際上BIM技術已經(jīng)成為和CAD、GIS同等重要的信息管理技術支撐，其三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)工作模式如圖2b所示。住建部編制的建筑業(yè)“十二五”規(guī)劃明確提出要推進BIM協(xié)同工作等技術應用，普及可視化、參數(shù)化、三維模型設計，以提高設計水平，降低工程投資，實現(xiàn)從設計、采購、建造、投產(chǎn)到運行的全過程集成運用[5]。

3.2.3 3DGIS的提升

3DGIS系統(tǒng)的設計與開發(fā)應納入整個建設項目信息流轉的范疇中考慮，與建筑信息化的發(fā)展趨勢相適應，應在數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)標準化方面進行提升，考慮與BIM信息深度整合，既可以保證數(shù)據(jù)的一致性，又提高了數(shù)據(jù)的可利用性，減少重復性勞動，3DGIS可發(fā)揮的空間也會越來越大[6]。

3.3 基礎地理信息共享技術

作為一個復雜系統(tǒng)，城市中包含的數(shù)據(jù)信息復雜且類型多變，而規(guī)劃師限于傳統(tǒng)的技術和手段，不可能對信息數(shù)據(jù)進行有效收集和處理，意味著規(guī)劃信息可能存在現(xiàn)勢性不強，甚至不完備的問題，使規(guī)劃師所制定的城市規(guī)劃不可能對城鄉(xiāng)發(fā)展的趨勢進行準確把握和正確安排，從而降低了規(guī)劃的科學性。信息的共享是實現(xiàn)智慧規(guī)劃的前提，智慧規(guī)劃所需的信息數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)是建立在對來自不同行業(yè)、部門、屬性以及統(tǒng)計口徑的數(shù)據(jù)整合共享基礎上的，如果缺乏公共信息的共享，智慧城市和“智慧規(guī)劃”都將無從談起。

基礎地理信息作為各種公共信息承載的載體，一方面為公眾服務提供基礎的空間數(shù)據(jù)支撐和服務，另一方面通過共享機制這樣一個通道，集成了各種與地理空間位置有關的信息資源，更加促進了與地理空間信息有關的自然、經(jīng)濟、社會等信息資源的共享與交換，這為提高規(guī)劃工作的科學性提供了有力支撐。

4 結語

目前，無論從政府的智慧城市政策導向，還是測繪與地理信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的大環(huán)境，地理信息工作都有著廣闊的空間，通過智慧的地理信息服務解決方案，為行業(yè)提供智慧應用服務，為智慧規(guī)劃、智慧城市的建設提供支撐，踐行科學發(fā)展觀、擯棄傳統(tǒng)城市管理模式的諸多弊端，以全新的管理理念和技術取而代之，是歷史賦予我們的責任。

【1】王芙蓉，竇煒，崔蓓，等.智慧規(guī)劃總體框架及建設探索[J].規(guī)劃師論壇，2013,2(29)：16-19.

【2】劉興權，毛晶晶，尹長林.“智慧規(guī)劃”時代的規(guī)劃技術業(yè)務解決方案[J].科技信息，2014(10)：54-55.

【3】焦煦，朱文英，黃瑞峰.基礎地理數(shù)據(jù)在智慧城市建設中的分析與作用[J].國土資源信息化，2012(2)：55-61.

【4】李美華，夏海山，李曉貝.BIM技術在城市規(guī)劃微環(huán)境模擬中的應用[A].中國城市規(guī)劃學會，2012中國城市規(guī)劃年會論文集（14.城市規(guī)劃技術與方法）[C].昆明：云南科技出版社2012.

【5】田峰.使用BIM方法發(fā)展三維規(guī)劃管理系統(tǒng)勢在必行[J].上海城市規(guī)劃，2010(4)：9-12.

【6】丁國勝，宋彥.智慧城市與“智慧規(guī)劃”——智慧城市視野下城鄉(xiāng)規(guī)劃展開研究的概念框架與關鍵領域探討 [J].城市發(fā)展研究，2013 (8)：34-39.

表4 校正后的第二條道路全站儀成果與PPK成果對比m

由上述的數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過校正的高程點的高程符合性更好，可以達到規(guī)定的精度要求。

5 結論

由上述案例可以看出，PPK測量用于1∶2000地形圖的高程精度可以滿足，甚至可以滿足1∶1000地形圖的需求，但是在使用過程中，要注意以下事項：

1）要精確量取流動站的儀器高；

2）流動站在行駛過程中，要保持車輛的穩(wěn)定性；

3）對于坡度較大的地段，一定要進行高程校正；

4）為了使PPK的成果能夠準確，最好是在得到PPK成果后，對其進行檢驗。

【參考文獻】

【1】劉大杰，全球定位系統(tǒng)（GPS）的原理與數(shù)據(jù)處理[M]上海：同濟大學出版社,1996.

【2】魏二虎.GPS動態(tài)測量-PPK[R].武漢：武漢大學測繪學院，2008.

【收稿日期】2016-09-24

Key Technologies of Geographic Information Service in Intelligent Planning

TIAN Peng1,2，WANG Yong1,3
(1.ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou 221116,China;2.XuzhouExploration&SurveyInstitute,Xuzhou 221002,China; 3.XuzhouTestingCenterofProductQualitySupervision,Xuzhou 221000,China)

Byanalyzingthecharacteristicsandtheconstruction requirementsofintelligent planning,thispaperanalyzesthe challengesfrom intelligent planningto geographicinformationservice,andmakesclear thefunction and keytechnologiesofgeographicinformation servicein intelligentplanning,inordertoprovidethedecisionbasisforthedevelopmenttrendofgeographicinformationservice.

intelligentplanning;geographicinformationservice;unmannedaerialvehicle;3DGIS;BIM

P205

A

1007-9467（2016）10-0180-03

2016-10-9

田鵬（1983～），女，江蘇徐州人，工程師，從事三維GIS系統(tǒng)開發(fā)與建設研究。