基礎(chǔ)測繪在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用
周小武
摘要:科技的進(jìn)步及互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的普及推動(dòng)著現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展,如云計(jì)算和智能網(wǎng)絡(luò)化等信息技術(shù)在生活當(dāng)中的廣泛應(yīng)用,智慧城市被定義為利用先進(jìn)信息技術(shù)構(gòu)造的新一代的城市。智慧城市通過配置靈活和高效的各種信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)環(huán)保與節(jié)能等的優(yōu)點(diǎn),從而使城市的管理更顯現(xiàn)代化。目前,智能化帶來的便捷,使其獲得大眾的認(rèn)可,智慧城市也因此成了當(dāng)今各地發(fā)展建設(shè)的理念目標(biāo)。建設(shè)智慧城市的首要基礎(chǔ)是完成收集基礎(chǔ)測繪信息的數(shù)據(jù)工作,而測繪技術(shù)可基于云計(jì)算與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的相互配合運(yùn)作進(jìn)行工作,完成數(shù)字智能化的測量工作,從而實(shí)現(xiàn)了利用現(xiàn)代化智能系統(tǒng)優(yōu)化的功能向著節(jié)約資源型城市的轉(zhuǎn)變。在近年來,基礎(chǔ)測繪新技術(shù)在建筑基礎(chǔ)設(shè)施及地理信息等工程中的應(yīng)用越來越廣泛,為智慧城市建設(shè)所需的數(shù)據(jù)提供了支持,故此測繪工作的展開對(duì)其在探索智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用和實(shí)踐起到關(guān)鍵的步驟及具有重大的意義。最終智慧城市的建成將使城市生活變得更高效、低碳及方便快捷。
關(guān)鍵詞:基礎(chǔ)測繪;智慧城市;應(yīng)用
就現(xiàn)有的研究,測繪技術(shù)在數(shù)字化及智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用還大多是停留在文字及使用方法的表面上的論述。對(duì)其測繪技術(shù)的工作原理和工程實(shí)例上的推廣介紹尚還較少,為此,本文基于前人的研究基礎(chǔ)之上,對(duì)基礎(chǔ)測繪技術(shù)在河北省保定市雄安新區(qū)建設(shè)智慧城市的過程中進(jìn)行做簡要的論述。
1 智慧城市的特征及建設(shè)的主要內(nèi)容
智慧城市以低碳環(huán)保為理念,集現(xiàn)代化城市與數(shù)字城市的所有特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn),可以理解為是在互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的共同協(xié)同作用下進(jìn)行發(fā)展建設(shè)起來的。智慧城市的建設(shè)本質(zhì)上利用互聯(lián)網(wǎng)資源共享和精確定位系統(tǒng)的現(xiàn)代科技作為后盾,但實(shí)質(zhì)上還是由基礎(chǔ)物質(zhì)提供保障,通過各種技術(shù)有效相結(jié)合為城市的,其管理和運(yùn)行實(shí)現(xiàn)人們心目中的理想、信息及綠色化,為城市的可持續(xù)發(fā)展打下必要的基礎(chǔ),同時(shí)智慧城市與物聯(lián)網(wǎng)又相互依連,這是由于智慧城市的發(fā)展依托互聯(lián)網(wǎng)的牽頭,而互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展又靠物聯(lián)網(wǎng)提供基礎(chǔ)支持,為此,城市的發(fā)展離不開物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的相互結(jié)合。可以為建設(shè)一個(gè)新型的城市生活系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)以人為本及資源的合理配置提供有利的條件。智慧城市的最大特點(diǎn)是各種信息的融合然后加以利用。因此,智慧城市的主要內(nèi)容:在生活當(dāng)中,充分發(fā)揮智能自動(dòng)系統(tǒng)對(duì)各種信息進(jìn)行簡化處理后再服務(wù)于社會(huì),如現(xiàn)代生活的科技、空間信息的反饋及定位技術(shù)的綜合使用(云計(jì)算技術(shù)、遙感技術(shù)及地理信息技術(shù))實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息化的管理和城市智能化的建設(shè)。
2 基礎(chǔ)測繪技術(shù)的工作原理及實(shí)例
基礎(chǔ)測繪工作要遵循統(tǒng)籌規(guī)劃、分級(jí)管理、定期更新、安全保障的原則(保證基礎(chǔ)測繪成果安全)。同時(shí)基礎(chǔ)測繪使用數(shù)字化的技術(shù),包括測繪、網(wǎng)絡(luò)及3 S等技術(shù),在用于城市的測量時(shí),可為城市的合理規(guī)劃提供技術(shù)及指導(dǎo)上的支持。另外,還可運(yùn)用于大地、房建、地形及交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等多方面的測量,可完成不同種類的測繪。例如,針對(duì)房建和交通設(shè)施上的建設(shè)使用的工作內(nèi)容,主要體現(xiàn)在基坑的高程和距離上,在選定的區(qū)域內(nèi),通過使用規(guī)劃專用的地圖,放樣測量及驗(yàn)收的工作步驟,以完成數(shù)字城市建設(shè)的規(guī)劃。本文介紹幾種測繪技術(shù)的工作原理及在建設(shè)雄安新區(qū)中的應(yīng)用。
2.1 水準(zhǔn)儀在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用
水準(zhǔn)測量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供的一條水平視線,測出兩地面點(diǎn)之間的高差,然后根據(jù)已知點(diǎn)的高程和高差,推算出另一個(gè)點(diǎn)的高程。高差法是利用水準(zhǔn)儀測量,如圖1 所示,已知地面上A點(diǎn)的高程為HA,欲測定B點(diǎn)的高程HB,需要先測出A與B兩點(diǎn)間的高差hAB,為此在A與B之間安置一臺(tái)水準(zhǔn)儀,再在A和B兩點(diǎn)上各豎立一根水準(zhǔn)尺。根據(jù)儀器的水平視線,分別讀取A及B尺上的讀數(shù)a和b,則B點(diǎn)對(duì)于A點(diǎn)的高差為:hAB=a-b。最后,B點(diǎn)的高程可表示為:HB=HA+hAB。
圖1 水準(zhǔn)測量原理示意
2.2 3S技術(shù)在智慧城市建設(shè)中應(yīng)用
3S技術(shù)集遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)及全球定位系統(tǒng)(GPS)于一體,如遙感技術(shù)工作原理是通過物體所反射的光譜進(jìn)行探測。而城市空間數(shù)據(jù)作為智慧城市的基礎(chǔ)部分,其包含著地理空間信息、交通控制信息、現(xiàn)狀構(gòu)筑物信息、土地開發(fā)信息、各種資源利用以及數(shù)字高程模型信息(DEM)等。在空間數(shù)據(jù)框架中,通過全球定位系統(tǒng)可為城市的空間、地下管道及地下資源等進(jìn)行收集數(shù)據(jù),在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下,運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論,科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù),以提供科學(xué)性的管理和決策及規(guī)劃等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。
如隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn),未開發(fā)土地的面積也隨時(shí)發(fā)生改變,因而也往往會(huì)按照相關(guān)要求對(duì)土地變更,這時(shí)就可利用動(dòng)態(tài)GPS(RTK)技術(shù)具有的精度高和速度快的優(yōu)點(diǎn)對(duì)原有土地的地理坐標(biāo)、權(quán)屬及類型等數(shù)據(jù)進(jìn)行變更。把變更的數(shù)據(jù)共享納入GIS系統(tǒng)中,便可在數(shù)字地圖上顯示出變更的各要素,從而為土地的管理提供方便、及時(shí)的查閱,這體現(xiàn)了3S技術(shù)在土地管理方面的應(yīng)用。另外,3S技術(shù)在城市園林綠化信息采集中的應(yīng)用,通常采用手持GPS、RS來進(jìn)行綠化調(diào)查并以GIS為綠化信息建庫平臺(tái)實(shí)現(xiàn)3S技術(shù)集成,最后以提高綠化信息的精確度,通過流程再造可以更高效的完成綠化調(diào)查工作。該方法在雄安新區(qū)的建設(shè)中進(jìn)行了實(shí)踐及推廣,取得了良好的效果。
3 測繪技術(shù)在智慧城市建設(shè)中應(yīng)用發(fā)展趨勢
自動(dòng)化是現(xiàn)代社會(huì)生活中常見的一種技術(shù),為此自動(dòng)化測繪技術(shù)在將來是智慧城市發(fā)展的必然趨勢。信息技術(shù)在21 世紀(jì)大放異彩,應(yīng)用范圍廣泛,在今后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)有著十分廣闊的應(yīng)用前景。正如前文所述,智慧城市是節(jié)約資源型和高效的城市,而通過自動(dòng)化及信息技術(shù)的有效結(jié)合,使得對(duì)大地或城市生活監(jiān)測必定能節(jié)省大量的人力物力及提高測量的效率和準(zhǔn)確性。特別隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能機(jī)器人及測量儀器系統(tǒng)的更新?lián)Q代,自動(dòng)化測繪技術(shù)將向著5G技術(shù)、大規(guī)模集成系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)字化、三維可視化技術(shù)及人工智能化的方向邁進(jìn),甚至足不出門便可完成測繪測量的工作。
4 結(jié)語
為適應(yīng)現(xiàn)代智慧城市的發(fā)展要求,跟上信息化時(shí)代步伐,充分重視和應(yīng)用測繪技術(shù)對(duì)促進(jìn)城市信息化、智能化和智慧化發(fā)展有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義,這可謂是現(xiàn)代智慧城市發(fā)展的一味催化劑。對(duì)此,應(yīng)不斷加強(qiáng)并推廣測繪技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用,充分發(fā)揮智慧城市的各個(gè)優(yōu)點(diǎn),更好地服務(wù)于城市人民。