孔凡合

（河北省地礦局第十一地質大隊，河北邢臺054000）

天寶測繪解決方案專欄

基于360°實景影像移動測繪系統(tǒng)的智慧城市設施管理

孔凡合

（河北省地礦局第十一地質大隊，河北邢臺054000）

基于當代高新技術構建的網(wǎng)格化城市管理模式是提高城市管理水平的關鍵舉措之一。數(shù)字化城市管理是采用“萬米單元網(wǎng)格”管理方法和城市部件管理方法相結合的方式。城市管理新模式的主要內容有:一是在管理空間的劃分上精細化，二是在城市管理對象的管理上數(shù)字化，實現(xiàn)城市管理空間細化和管理對象的精確定位。城市基礎設施部件是城市經(jīng)濟、社會活動的基本載體，是真正屬于城市的不可移動的要素。準確掌握城市部件的內容、數(shù)量、狀態(tài)、位置、屬性，使城市管理由定性變?yōu)槎?、由靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)、由單一變?yōu)榫C合、由滯后變?yōu)閷崟r，是實施有效城市管理的前提，也是提高城市管理效率的根本要求。

數(shù)字城市網(wǎng)格化管理的主要目的是采用GIS、GNSS、移動通信、網(wǎng)絡傳輸、計算機等高新技術，快速、高效、準確定位城管事件問題，確定事件責任單位及處理部門，快速解決問題。目前，國內有些城市已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)采集建庫及信息系統(tǒng)搭建工作。然而，在各地網(wǎng)格化城市管理系統(tǒng)運行過程中，往往由于基礎數(shù)據(jù)（包括基礎地形圖、部件數(shù)據(jù)等）的原因，導致系統(tǒng)無法正常運行或發(fā)揮預期的作用，具體表現(xiàn)在以下幾個方面:①數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性差；②周邊環(huán)境信息描述不足；③缺少記錄城市實景或歷史實景的數(shù)據(jù)，影響執(zhí)法公平公正；④普通的電子地圖數(shù)據(jù)是把數(shù)據(jù)加工后給用戶，用戶不能參與量測和挖掘。

一、Trimble 360°實景影像移動測繪系統(tǒng)MX7

Trimble MX7是一套安裝在各種移動載體平臺上的空間影像獲取系統(tǒng)。該系統(tǒng)將工業(yè)化的高分辨率360°全景數(shù)字相機、高精度的定位定姿子系統(tǒng)、大容量的存儲子系統(tǒng)及工控組件等緊密集成為一體化系統(tǒng)，用于獲取具有地理參考信息的全景數(shù)字圖像，滿足資產清查與管理、影像日志獲取及GIS數(shù)據(jù)更新。該系統(tǒng)采用模塊化設計，通過無線局域網(wǎng)（WLAN）連接方式，用觸摸式平板電腦進行數(shù)據(jù)采集控制，在車輛高速行進過程中，能快速采集道路及各種附屬設施的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1　Trimble MX7系統(tǒng)組成與安裝

二、360°實景影像移動測繪系統(tǒng)MX7在城市資產管理中的優(yōu)勢

城市設施管理是一個長期的過程，需要對不同時期城市各種基礎設施部件數(shù)據(jù)進行綜合對比分析。因此，各種城市設施地物特征數(shù)據(jù)采集也要求定期、定時進行。通過360°實景影像移動測繪系統(tǒng)MX7進行道路數(shù)據(jù)采集，具有以下優(yōu)勢:

1）不影響道路的正常運行，數(shù)據(jù)采集快速高效（測繪車行駛速度可達60～120 km/h），數(shù)據(jù)精度高。

2）系統(tǒng)位置、姿態(tài)信息的獲取采用GNSS輔助慣導的集成解決方案，能克服GNSS信號失鎖問題。

3）一套系統(tǒng)即可在較短時間內完成城市道路沿線所有數(shù)據(jù)的一次性采集，既保證了高質量、高一致性的數(shù)據(jù)獲取，同時也降低了數(shù)據(jù)采集成本。

4）系統(tǒng)組件具有高穩(wěn)定可靠性，在城市立交橋、隧道等復雜環(huán)境下運行穩(wěn)定，能長時間連續(xù)作業(yè)。

5）系統(tǒng)無需檢校標定，安裝與拆卸靈活，可根據(jù)公路建設與管理的需求，按照不同周期進行數(shù)據(jù)采集。

6）通過獲取的360°高清數(shù)字圖像數(shù)據(jù)可進行道路各種設施、路面等特征地物的識別提取，以及相應的空間三維量測與分析。

三、360°實景影像移動測繪系統(tǒng)MX7數(shù)據(jù)采集與處理

Trimble MX7作業(yè)包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與內業(yè)數(shù)據(jù)處理兩大步驟。數(shù)據(jù)采集時要進行系統(tǒng)安裝、基站（或控制點）布設與MX7移動數(shù)據(jù)采集（POS數(shù)據(jù)/數(shù)字全景圖像數(shù)據(jù)采集）；內業(yè)數(shù)據(jù)處理包括定位定姿數(shù)據(jù)解算、數(shù)字全景圖像數(shù)據(jù)地理參考重建、提取成果數(shù)據(jù)等。

四、360°實景影像移動測繪系統(tǒng)MX7在智慧城市基礎設施管理中的應用

目前，Trimble 360°實景影像移動測繪系統(tǒng)MX7在智慧城市基礎設施管理中的應用主要集中在以下幾個方面:城市道路基礎空間地理數(shù)據(jù)獲取與更新、市政資產管理、360°實景影像在線發(fā)布與瀏覽等。

1.城市道路基礎空間地理數(shù)據(jù)獲取與更新

隨著城市公眾地圖服務等業(yè)務的不斷發(fā)展，對道路基礎地理數(shù)據(jù)獲取與更新提出了更高的要求，要求獲取的道路數(shù)據(jù)具有高精度、高可靠性與現(xiàn)實性。通過MX7系統(tǒng)快速獲取的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)可以滿足各種不同的應用需求。

通過MX7系統(tǒng)數(shù)據(jù)后處理平臺 Trident Imaging，可基于MX7系統(tǒng)獲取的360°實景影像創(chuàng)建車道線、道路邊線、交通標志標牌、信號燈、匝道、平交道口等公路基礎空間地理數(shù)據(jù)；同時也可以將不同時期已有的公路基礎空間地理數(shù)據(jù)加載疊加到最新采集的公路實景影像數(shù)據(jù)上，對原有基礎空間地理數(shù)據(jù)進行編輯與更新。

2.市政資產管理

城市道路沿線兩側的市政設施有護欄、里程樁、路燈、通信電桿、公路通信、監(jiān)控、緊急電話、交通標志、信息顯示屏、綠化帶等。在智慧城市運營過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)各種資產因損壞、交通誘導指示變化等因素發(fā)生空間位置或信息變更，因此，需要不定期地對各種設施進行維護與更新。在維護更新時需要對各種資產進行精確定位，這些位置信息的獲取要通過公路資產GIS數(shù)據(jù)庫來獲得；同時對發(fā)生變更或已作維護的設施應記錄到公路資產管理數(shù)據(jù)庫中，做到公路資產現(xiàn)狀與公路資產數(shù)據(jù)庫高度一致。通過360°實景影像移動測繪系統(tǒng)MX7可以創(chuàng)建所有資產數(shù)據(jù)庫，同時也可基于實景影像對資產維護信息進行快速更新。

3.城市三維實景影像在線發(fā)布與瀏覽

360°實景影像移動測繪系統(tǒng)MX7獲取的360°街景影像與城市道路矢量地圖數(shù)據(jù)集成，構成三維實景影像與二維電子地圖聯(lián)動，通過網(wǎng)絡發(fā)布后，市政管理人員可在二三維實景影像地圖上進行市政資產的空間量測、維護信息查詢等。如圖2所示。

圖2　三維實景影像與二維電子地圖在線發(fā)布

五、結束語

隨著智慧城市建設的不斷發(fā)展，相繼出現(xiàn)了一些用于城市部件監(jiān)測與管理的三維可視化監(jiān)測管理平臺。目前這些管理平臺均缺乏有效的空間數(shù)據(jù)的支持，平臺的監(jiān)測管理功能難以充分發(fā)揮。而通過Trimble 360°實景影像移動測繪系統(tǒng)MX7獲取的連續(xù)可量測實景圖像可生成城市部件GIS數(shù)據(jù)庫。在城管信息化應用中，GIS數(shù)據(jù)與可量測的實景圖像完美結合，不但優(yōu)化了城管工作流程，也進一步拓展了城管信息系統(tǒng)的功能，使其從原來的二維網(wǎng)格管理升級為實景化的城市管理系統(tǒng)。相信隨著車載360°實景影像移動測繪系統(tǒng)在智慧城市市政資產管理應用中的不斷發(fā)展，一定能大大提升市政資產的管理水平。

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（本專欄由天寶測量部和本刊編輯部共同主辦）