智慧城市因為天然的“政府1號工程”之屬性,贏得了廠商和大眾的密集關(guān)注。而眼下,隨著“城市大腦”、“城市計算”等概念戰(zhàn)的告一段落,行業(yè)真正進入拼垂直資源、拼技術(shù)解決方案的新階段。
這其中,除了云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等前沿科技,雷鋒網(wǎng)還觀察到,傳統(tǒng)的地理信息測繪技術(shù)也在被倒逼著進行自我改革。
不過,對于這樣的趨勢,老一輩的測繪人是敞開懷抱歡迎的。
有“遙感測繪第一人”之稱的兩院院士李德仁早在2017年就就直呼:測繪人應(yīng)為智慧地球、智慧城市的出現(xiàn)而感到高興。
長期從事高精度攝影測量定位與測量系統(tǒng)的可靠性研究的他,深知趨勢之下必須找到新的定位,但過去了2年,傳統(tǒng)的測繪技術(shù)是否真正走過一些變化的道路呢?
測繪信息從二、三維向四維轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)測繪,只做地圖服務(wù),勾勒山河胡海的輪廓以及大小尺寸比例,后來升級到三維信息時代,加入更多空間的元素,在3D建模、建筑行業(yè)上使用較為廣泛,我們也能在各類地圖APP中看到立體的商鋪、學校、寫字樓。
但是城市的智慧化,其中一個非常重要的前提是:城市數(shù)據(jù)的實時感知。
因為城市每天大量的元素都被數(shù)據(jù)化,要想知悉彼此之間縱橫交錯的關(guān)系,要及時處理交通擁堵、突發(fā)災(zāi)情等問題,勢必需要獲取到實時數(shù)據(jù),也倒逼測繪行業(yè)開始關(guān)注時間數(shù)據(jù)——這就構(gòu)成了時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的基礎(chǔ),城市信息模型向四維發(fā)展。
時空數(shù)據(jù)模型以及平臺的建立,其效果是顯而易見的:同一事物的變化信息、不同事物的信息相關(guān)性都被測繪者獲取,城市的信息管理真正做到了“實時可控”。
這類似于人類以直播的方式看待城市的發(fā)展,而并非以回看來研究城市到底發(fā)生過什么。
探測時空數(shù)據(jù)的6種技術(shù)
城市信息暗流涌動,只有找到與時空信息的結(jié)合點即技術(shù)實現(xiàn)方式,才能真正把城市的“任督二脈”打通。就目前來看,市面上已經(jīng)出現(xiàn)了幾種軟硬結(jié)合的可能性。
高分辨衛(wèi)星遙感
我國目前使用的衛(wèi)星是集成測繪和資源勘查功能為一體,除了防止水災(zāi)火災(zāi)、維護生態(tài)平衡,還有城市建設(shè)與規(guī)劃、交通部署和國防科技類的服務(wù)。
無人機的低空圖像測量技術(shù)
低空飛行的無人機通過人為操控滿足大角度拍攝,分辨率目前進步很大,圖像可用于多維數(shù)據(jù)源。早期以二維圖像為主,如今可便捷獲取建筑物外觀及高度等數(shù)據(jù),在大數(shù)據(jù)技術(shù)下生成立體模型。
傾斜攝影技術(shù)
這項技術(shù)是通過掛載多個傳感器實現(xiàn)攝影的,即同時從一個垂直角度和多個傾斜角度來獲取圖像,組成地面立體模型。這樣做的目的是補充智能垂直角度拍攝的不足,更加確切的反映出物體的真實情況。
航空相機
米格-25裝備的航空相機
這歸功于數(shù)字化航空攝影在CCD(電荷耦合器件圖像傳感器)技術(shù)上的不斷發(fā)展。我國在近幾年研制推出了幾款新的數(shù)碼航空相機,成為高度分辨率圖像獲得的重要設(shè)備,高分辨率空間數(shù)據(jù)的獲取能力大大提高。
LiDAR 系統(tǒng)
LiDAR 系統(tǒng)即激光探測與測量,也就是激光雷達,同時也是一種擁有高科技的傳感器。它是利用GPS和IMU(Inertial Measurement Unit,慣性測量裝置)機載激光掃描。其所測得的數(shù)據(jù)為數(shù)字表面模型DSM的離散點表示,數(shù)據(jù)中含有空間三維信息和激光強度信息。其獲得的模型精度非常高。
以上這些模式的重要技術(shù)點是聚集在實現(xiàn)立體圖像上,對目前的地理空間架構(gòu)確實做了改變。但是當下越演越烈的城市智慧化,傳統(tǒng)地理空間架構(gòu)已然不太適應(yīng),必須依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)乃至深度學習技術(shù),才能將數(shù)據(jù)和信息真正提煉為有價值的“知識”。
時空信息云平臺匱乏
“頂層設(shè)計”和“傳感器”成為智慧城市一直在強調(diào)的兩個熱詞,卻人們似乎往往忽略更基礎(chǔ)的東西,比如說測繪技術(shù)。
如果說智慧城市與測繪技術(shù)關(guān)系不大,就是大錯特錯。
眼下無論是阿里、騰訊、京東、平安,都打造了自己的時空信息云平臺,作為智慧城市的載體,但僅僅有這個并不夠,因為基礎(chǔ)的時空數(shù)據(jù)除了在遍布城市的傳感器中,還存在于測繪那部分,追求數(shù)據(jù)服務(wù)并不能本末倒置。
因此,近期行業(yè)也出現(xiàn)了一些變化,比如中國測繪學會智慧城市工作委員會成立;比如京東數(shù)科投資智慧足跡(聯(lián)通大數(shù)據(jù)旗下),加強全域全量時空連續(xù)的大數(shù)據(jù)資源;比如百度智能云位置服務(wù)中新增的功能“鷹眼”,比如北斗航天集團研發(fā)基于遙感時空數(shù)據(jù)的區(qū)塊鏈電子取證存證等等動作。
我們也能看到,更多的智慧城市相關(guān)廠商將發(fā)布時空信息云平臺,把地理數(shù)據(jù)、時間數(shù)據(jù)進行充分協(xié)調(diào)和雙向共享,改變傳統(tǒng)地理空間架構(gòu)下的單向性和弱雙向性信息交流機制。
雷鋒網(wǎng)注意到,此前的2月18日,國家印發(fā)了《粵港澳大灣區(qū)規(guī)劃綱要》,明確提到了要2區(qū)9市加強智慧城市合作,探索建立統(tǒng)一標準,開放數(shù)據(jù)端口,建設(shè)互通的公共應(yīng)用平臺,建設(shè)全面覆蓋、泛在互聯(lián)的智能感知網(wǎng)絡(luò)以及智慧城市時空信息云平臺、空間信息服務(wù)平臺等信息基礎(chǔ)設(shè)施。
而在同一天由自然資源部發(fā)布的《智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)技術(shù)大綱(2019版)》中也給時空信息平臺的打造提出了規(guī)劃:“省級自然資源主管部門要指導城市做好智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)試點申報。”
智慧城市的本質(zhì)是促進信息資源的集約化,讓城市信息和測繪地理信息高度融合。城市信息千變?nèi)f化,更新頻率超級迅速,所以測繪技術(shù)的升級、時空信息云平臺的出現(xiàn)成為必然。
測繪人的新挑戰(zhàn)
要求的變高,也給測繪人帶來了新的挑戰(zhàn),比如:
測繪操作從二維到四維動態(tài)空間轉(zhuǎn)變,從后處理到實時處理轉(zhuǎn)變,他們必須學會處理大數(shù)據(jù);
原來只做靜態(tài)地圖,現(xiàn)在必須用高清的手段是監(jiān)測地面信息,監(jiān)控屬性似乎增強;
測繪理論與測繪應(yīng)用存在一定脫鉤發(fā)展,國內(nèi)外學術(shù)交流少,行業(yè)標準亟待完善;
多學科知識交錯,位置云、遙感云獨立分類,測繪人員的知識面需要迅速擴大。
李德仁院士此前表示:
我們這個行業(yè)不缺少地理信息科學家,缺少信息地理科學家,用信息理論和大數(shù)據(jù)理論來回答人與自然的關(guān)系,這是地理科學的本源。
他強調(diào)了信息集成的重要性,而非只是掌握地理層面的知識。因為城市擁堵等問題用單純的地理知識根本無法解決,是一個復(fù)雜的綜合性社會問題。
中國測繪科學研究院副院長李成名近期也表示:
我國的測繪到了改革的關(guān)鍵時期,要支撐數(shù)字城市、智慧城市、數(shù)字孿生城市的建設(shè),將沿著產(chǎn)品模式設(shè)計、施測方式精度、分級測繪、集約共享、統(tǒng)一空間身份的方向走,用5-10年時間,構(gòu)建國家全息地理實體數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)基礎(chǔ)測繪的轉(zhuǎn)型升級。
總體而言,無論是城市的規(guī)劃、建設(shè)、管理,這“三部曲”中,測繪都是一個最基礎(chǔ)也是極為重要的底座,它也走到了改革升級勢在必行的關(guān)口。
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