“智慧城市”“孿生城市”項目迫使測繪行業自我轉型升級

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注。而眼下，隨著“城市大腦”、“城市計算”等概念戰的告一段落，行業真正進入拼垂直資源、拼技術解決方案的新階段。

這其中，除了云計算、大數據、物聯網、人工智能等前沿科技，傳統的地理信息測繪技術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年就直呼：測繪人應為智慧地球、智慧城市的出現而感到高興!

長期從事高精度攝影測量定位與測量系統的可靠性研究的他，深知趨勢之下必須找到新的定位，但過去了2年，傳統的測繪技術是否真正走過一些變化的道路呢?

測繪信息從二、三維向四維轉變

      傳統測繪，只做地圖服務，勾勒山河湖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：城市數據的實時感知。

      因為城市每天大量的元素都被數據化，要想知悉彼此之間縱橫交錯的關系，要及時處理交通擁堵、突發災情等問題，勢必需要獲取到實時數據，也倒逼測繪行業開始關注時間數據——這就構成了時空大數據產生的基礎，城市信息模型向四維發展。

      時空數據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展，而并非以回看來研究城市到底發生過什么。

探測時空數據的5種技術

      城市信息暗流涌動，只有找到與時空信息的結合點即技術實現方式，才能真正把城市的“任督二脈”打通。就目前來看，市面上已經出現了幾種軟硬結合的可能性。

1、高分辨衛星遙感

      我國目前使用的衛星是集成測繪和資源勘查功能為一體，除了防止水災火災、維護生態平衡，還有城市建設與規劃、交通部署和國防科技類的服務。

2、無人機的低空圖像測量技術

      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，圖像可用于多維數據源。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據，在大數據技術下生成立體模型。

3、傾斜攝影技術

      這項技術是通過掛載多個傳感器實現攝影的，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。

4、航空相機

      這歸功于數字化航空攝影在CCD(電荷耦合器件圖像傳感器)技術上的不斷發展。我國在近幾年研制推出了幾款新的數碼航空相機，成為高度分辨率圖像獲得的重要設備，高分辨率空間數據的獲取能力大大提高。

5、LiDAR 系統

      LiDAR 系統即激光探測與測量，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。其所測得的數據為數字表面模型DSM的離散點表示，數據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點是聚集在實現立體圖像上，對目前的地理空間架構確實做了改變。但是當下越演越烈的城市智慧化，傳統地理空間架構已然不太適應，必須依托互聯網技術、云計算技術、大數據技術乃至深度學習技術，才能將數據和信息真正提煉為有價值的“知識”。

時空信息云平臺匱乏

      “頂層設計”和“傳感器”成為智慧城市一直在強調的兩個熱詞，卻人們似乎往往忽略更基礎的東西，比如說測繪技術。如果說智慧城市與測繪技術關系不大，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，因為基礎的時空數據除了在遍布城市的傳感器中，還存在于測繪那部分，追求數據服務并不能本末倒置。

      因此，近期行業也出現了一些變化，比如中國測繪學會智慧城市工作委員會成立;比如京東數科投資智慧足跡(聯通大數據旗下)，加強全域全量時空連續的大數據資源;比如百度智能云位置服務中新增的功能“鷹眼”;比如北斗航天集團研發基于遙感時空數據的區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廠商將發布時空信息云平臺，把地理數據、時間數據進行充分協調和雙向共享，改變傳統地理空間架構下的單向性和弱雙向性信息交流機制。

      此前的2月18日，國家印發了《粵港澳大灣區規劃綱要》，明確提到了要2區9市加強智慧城市合作，探索建立統一標準，開放數據端口，建設互通的公共應用平臺，建設全面覆蓋、泛在互聯的智能感知網絡以及智慧城市時空信息云平臺、空間信息服務平臺等信息基礎設施。

      而在同一天由自然資源部發布的《智慧城市時空大數據平臺建設技術大綱(2019版)》中也給時空信息平臺的打造提出了規劃：“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據平臺建設試點申報?！?/span>

      智慧城市的本質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。城市信息千變萬化，更新頻率超級迅速，所以測繪技術的升級、時空信息云平臺的出現成為必然。

測繪人的新挑戰

      要求的變高，也給測繪人帶來了新的挑戰，比如：

      測繪操作從二維到四維動態空間轉變，從后處理到實時處理轉變，他們必須學會處理大數據;

      原來只做靜態地圖，現在必須用高清的手段是監測地面信息，監控屬性似乎增強;

測繪理論與測繪應用存在一定脫鉤發展，國內外學術交流少，行業標準亟待完善;

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，用信息理論和大數據理論來回答人與自然的關系，這是地理科學的本源。

      他強調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鍵時期，要支撐數字城市、智慧城市、數字孿生城市的建設，將沿著產品模式設計、施測方式精度、分級測繪、集約共享、統一空間身份的方向走，用5-10年時間，構建國家全息地理實體數據庫，實現基礎測繪的轉型升級。

      總體而言，無論是城市的規劃、建設、管理，這“三部曲”中，測繪都是一個最基礎也是極為重要的底座，它也走到了改革升級勢在必行的關口。

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