摘要：現(xiàn)代城市建設(shè)對各類技術(shù)的依賴性較高，智慧城市尤其關(guān)注以技術(shù)提供支持，包括地理空間信息技術(shù)在內(nèi)。以智慧城市中地理空間信息技術(shù)的應(yīng)用場景為切入點，在此基礎(chǔ)上，從共性角度出發(fā)，探討該技術(shù)應(yīng)用的具體方式，就搭建穩(wěn)定的作業(yè)系統(tǒng)、信息采集終端建設(shè)、地面站建設(shè)等內(nèi)容進行研究。最后，簡述了該技術(shù)應(yīng)用過程中需注意的問題。

關(guān)鍵詞：智慧城市地理空間信息技術(shù)城市規(guī)劃作業(yè)系統(tǒng)

ResearchonGeospatialInformationTechnologyinSmartCities

PEIWeixia

（ShanxiConservancyTechnicalInstitute，Yuncheng，ShanxiProvince，044000China）

Abstract：Modernurbanconstructionreliesheavilyonvarioustechnologies，andsmartcitiespayparticular&nbsms5qbDG7fThlRbv9UHblIqfO5pJNW5/iEXS/mj1HM9w=p;attentiontoprovidingsupportthroughtechnologies，includingthegeospatialinformationtechnology.Thisarticletakestheapplicationscenarioofthegeospatialinformationtechnologyinsmartcitiesasthestartingpoint.Basedonthis，itexploresthespecificwaysofapplyingthistechnologyfromacommonperspective，andstudiescontentsuchasbuildingastableoperatingsystem，constructinginformationcollectionterminals，andconstructinggroundstations.Finally，itbrieflydescribesthe issuesthatneedtobenotedduringtheprocessofapplyingthistechnology.

KeyWords：Smartcity;Geospatialinformationtechnology;Urbanplanning;Operatingsystem

智慧城市是未來城市建設(shè)的主流，其在宜居性、可控性、服務(wù)能力方面的優(yōu)勢比較突出，這些優(yōu)勢建立的基礎(chǔ)是各類現(xiàn)代技術(shù)，尤其是信息技術(shù)以及對應(yīng)的采集、處理方法。一方面，民眾對城市功能的需求越來越高，需要建設(shè)人員通過現(xiàn)代化技術(shù)提升都市建設(shè)水平和服務(wù)能力；另一方面，從節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的需求角度出發(fā)，都市也需要不斷改善自身定位，從單純的聚落向服務(wù)城市、科技城市、技術(shù)城市方向發(fā)展[1]。在此背景下，地理空間信息技術(shù)得到關(guān)注。就其應(yīng)用場景、應(yīng)用方式等進行分析，有助于進一步發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，促進城市建設(shè)，具有一定的現(xiàn)實意義。

1智慧城市中地理空間信息技術(shù)的應(yīng)用場景

1.1智慧城市與地理空間信息技術(shù)概述

智慧城市（SmartCity）是以信息技術(shù)和通信技術(shù)為支持，建設(shè)的新形態(tài)城市類型。智慧城市的目標在于提升城市規(guī)劃、服務(wù)、發(fā)展等方面的水平，以改善民眾的生活條件。目前，普遍主張通過透明、充分的信息獲取，廣泛、安全的信息傳遞和有效、科學的信息處理，提高城市運行效率，改善公共服務(wù)水平，形成低碳城市生態(tài)圈，使城市服務(wù)更加智能化和人性化[2]。

地理空間信息技術(shù)（GeospatialInformationTechnology）是一種以地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）為支持的空間信息技術(shù)，以地理要素的客觀信息為采集、加工對象，根據(jù)工作需要形成各類二維圖像、三維模型，以服務(wù)都市規(guī)劃、建設(shè)控制，為智慧城市建設(shè)提供支持。該技術(shù)一般在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等[3]。

1.2技術(shù)應(yīng)用場景分析

1.2.1城市規(guī)劃

智慧城市中地理空間信息技術(shù)的應(yīng)用普遍，從一般規(guī)律、發(fā)展歷程上看，該技術(shù)最初用于城市規(guī)劃工作，當前也依然得到關(guān)注。如城市用地情況分析、存量土地計算等，這些工作可常規(guī)開展，但耗時耗力，借助地理空間信息技術(shù)，可以快速對目標區(qū)域的土地情況進行采集，形成二維平面圖或三維立體模型，為城市規(guī)劃部門提供服務(wù)，既可以視作智慧城市的一種技術(shù)體現(xiàn)，也可以服務(wù)智慧城市本身的規(guī)劃設(shè)計[4]。

1.2.2工程信息采集

都市內(nèi)的工程比較多樣，智慧城市建設(shè)過程中，可能需要啟動長期、大型項目，這些項目耗資較多，對建設(shè)所需的各類參數(shù)要求嚴格，需要借助地理空間信息技術(shù)提供更科學的信息支持。例如：城區(qū)內(nèi)的大型商廈，需要計算建設(shè)區(qū)域內(nèi)的建筑高度、建成后對周邊建筑采光的影響、建筑本身是否存在傾斜問題等。利用地理空間信息技術(shù)，上述工作在技術(shù)設(shè)備、通信系統(tǒng)的支持下可以快速開展，質(zhì)量和效率均更有保障[5]。

1.2.3建設(shè)資料更新復用

智慧城市發(fā)展、建設(shè)的特點之一在于關(guān)注信息數(shù)據(jù)的應(yīng)用。部分智慧城市建設(shè)早期缺乏經(jīng)驗和現(xiàn)代技術(shù)的支持，例如：北美地區(qū)20世紀70年代啟動的城市建設(shè)項目，作為智慧城市先行者，其地理空間信息技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢并不明顯。我國部分智慧城市也存在此類情況，需要對城市建設(shè)資料進行重新整理、更新，以服務(wù)后續(xù)使用。在此過程中，出于信息質(zhì)量的考慮，需要借助地理空間信息技術(shù)進行關(guān)鍵信息的重復收集和對照，實現(xiàn)智慧城市資料庫的更新、完善。

2智慧城市中地理空間信息技術(shù)的應(yīng)用方式

2.1搭建穩(wěn)定的作業(yè)系統(tǒng)

智慧城市中應(yīng)用地理空間信息技術(shù)，一般可分為兩種技術(shù)形式：一種是以衛(wèi)星通信支持的大范圍信息采集形式；另一種是以無人機中低空作業(yè)為主，無需借助衛(wèi)星提供支持。原則上看，兩種技術(shù)帶有原理方面的相似性，均關(guān)注實時信息的采集、傳輸，其應(yīng)用的基礎(chǔ)也均在于搭建穩(wěn)定的作業(yè)系統(tǒng)。從共性角度出發(fā)，該系統(tǒng)可分為4個部分，即采集終端設(shè)施、通信設(shè)施、地面站、流動站，以可見光遙感為例，其一般工作流程如圖1所示。

按圖1所示流程，傳感器（即采集終端設(shè)施），對目標物（圖中默認為植物和建筑，采用可見光遙感技術(shù)，故在日間作業(yè)）進行信息采集。采集所獲信息傳輸至地面系統(tǒng)，因可見光遙感的難度不高，沒有使用地面流動站提供校準服務(wù)，信息通過穩(wěn)定信道提供給地面站進行加工，形成專業(yè)圖件，完成一輪采集。如果采集對象范圍較大、精度要求較高，傳輸?shù)男畔⑿枰峁┙o衛(wèi)星系統(tǒng)，后者再將其提供給地面固定站，地面流動站在此過程中發(fā)揮位置校正的作用，信息傳輸完成后的處理流程不變。需注意的是，地理空間信息技術(shù)使用通信衛(wèi)星，以智慧城市現(xiàn)有的通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星提供支持即可。

2.2信息采集終端建設(shè)

智慧城市中應(yīng)用地理空間信息技術(shù)，應(yīng)在完成作業(yè)系統(tǒng)搭建后根據(jù)工作需要選取合適的作業(yè)設(shè)備。如上文所述的遙感技術(shù)，通常不同技術(shù)的適用性與作業(yè)參數(shù)各有差別，以常見的可見光遙感、紅外遙感、多譜段遙感、紫外遙感、微波遙感為例，其特點和波長參數(shù)如表1所示。

信息采集終端的建設(shè)，除關(guān)注參數(shù)和技術(shù)選用外，還應(yīng)重視一般設(shè)備的質(zhì)量要求、規(guī)格要求等。例如：用于搭載工作設(shè)備的無人機，在智慧城市范圍內(nèi)，考慮到大范圍工作、持續(xù)工作的需要，一般應(yīng)要求無人機參數(shù)滿足如表2所示標準。

其他設(shè)施、用具也應(yīng)嚴格遵照智慧城市建設(shè)、地理空間信息技術(shù)應(yīng)用要求確定，并做好質(zhì)量控制，以服務(wù)信息采集管理。

2.3地面站建設(shè)

地理空間信息技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用，需要關(guān)注信息采集后的整理，也即地面站建設(shè)。地面站包括2個分支，具體敘述如下。

2.3.1用于校準位置的流動站

該站建設(shè)具有比較強的動態(tài)性，以工作人員、交通工具與便攜式智能化定位設(shè)施為主，通過實時流動的方式與其他工作元器件實現(xiàn)聯(lián)動，準確完成位置校對，建設(shè)難度和流程、方法是固定的。

2.3.2固定站

該站主要用于收集衛(wèi)星以及其他通信設(shè)施傳遞的信息，建設(shè)要求較高。應(yīng)選取地勢較平坦的區(qū)域進行建設(shè)，該區(qū)域也應(yīng)遠離強電磁場干擾（如變電、輸配電設(shè)施），遠離金屬礦、居民區(qū)，以最大限度控制通信干擾。為保證對衛(wèi)星信息的接收效果，地面站需要做好天線陣建設(shè)，原則上天線陣應(yīng)能夠完成270°旋轉(zhuǎn)，所有陣元工作元件（接收器）與地面呈現(xiàn)15°傾角，有助于提升信息接收質(zhì)量。信息接收完成后，考慮到智慧城市本身依賴信息技術(shù)、通信活動，還應(yīng)在地面站終端對接收所獲信息進行處理，主要是提純降噪。以小波降噪技術(shù)為例，其作業(yè)原理如圖2所示。

地面站完成對通信設(shè)施信息采集后，需要進行負載數(shù)據(jù)的處理，可根據(jù)預設(shè)的工作技術(shù)方法（如遙感模式等），確定核心數(shù)據(jù)的取值范圍，并保證其真實符合接收所獲信息的特點。以x[n]作為輸入，則輸出為y[n]=x[Qn]，做離散小波變換，X1，L和X1，H分別代表低頻和高頻信號，完成L級離散小波變換，以ClouDetect做概率檢測，對降噪結(jié)果進行優(yōu)化，確保其精準可靠，再用于建模分析。

3智慧城市中地理空間信息技術(shù)需注意問題

3.1通信干擾控制

智慧城市中應(yīng)用地理空間信息技術(shù)，需要重視通信干擾問題。除上文所述的電磁干擾、金屬礦干擾外，大部分智慧城市建設(shè)復雜的通信系統(tǒng)，其中，有線通信大多通過各類線路進行信息傳輸，對地理空間信息技術(shù)的影響較小，無線通信的影響較大，原則上應(yīng)規(guī)避在通信過于頻繁的時間段開展信息傳輸，也應(yīng)在位置相對較高的區(qū)域建設(shè)天線接收陣。此外，所有固定地面站內(nèi)的通信活動，均應(yīng)采用有線通信模式進行信息交互。

3.2參數(shù)控制

以提升地理空間信息技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量為目標，在其信息采集、處理、保存全過程中，均應(yīng)關(guān)注參數(shù)的精準控制，如表遙感技術(shù)以及無人機的作業(yè)高度和速度等。其他參數(shù)也要求精準把控，部分戶外測量可能出現(xiàn)誤差，可以采用反復測定的方式加以規(guī)避，使用衛(wèi)星系統(tǒng)提供輔助的情況下，一般地級市的地貌信息采集可在1d內(nèi)完成，利用地理空間信息技術(shù)的效率優(yōu)勢，反復進行關(guān)鍵信息的收集，有助于提升參數(shù)控制效果。

3.3多技術(shù)聯(lián)動

智慧城市中地理空間信息技術(shù)的應(yīng)用，也應(yīng)關(guān)注與其他技術(shù)的聯(lián)動。出于精度控制的目的，可在收集戶外信息時。可在應(yīng)用無人機技術(shù)的同時，引入RTK技術(shù)等提供輔助，后者可以在1km以上的長度測量中將精度控制在1cm以下，能夠提升地理空間信息技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量。

4結(jié)語

綜上所述，智慧城市中的地理空間信息技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢突出，未來工作中可給予更多關(guān)注。目前來看，智慧城市規(guī)劃、工程信息采集、建設(shè)資料更新復用、管網(wǎng)設(shè)計等工作均需要依賴地理空間信息技術(shù)提供支持。從共性角度出發(fā)，該技術(shù)應(yīng)用需要做好作業(yè)系統(tǒng)建設(shè)，在此基礎(chǔ)上，管控信息此埃及、地面站、信息降噪建模、資料保存和復用的?？紤]到城市作業(yè)需求的特殊性，地理空間信息技術(shù)的應(yīng)用還需要考慮干擾控制、參數(shù)控制以及技術(shù)聯(lián)動，以保證信息處理質(zhì)量，精準高效服務(wù)智慧城市各項具體工作。

參考文獻

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