现代地理信息技术在智慧城市测绘工程中的应用

引言

随着城市化进程的加速与信息技术的革新，智慧城市已成为破解城市发展难题、提升治理效能的核心方向。在这一背景下，城市对地理信息的实时性、精准性及综合性需求大幅提升，传统测绘技术因效率低、更新慢、分析能力有限等问题，难以满足智慧城市建设的精细化要求。

一、现代地理信息技术相关概述

1.1 地理信息系统

地理信息系统（GIS）是一种集地理数据采集、存储、分析和展示于一体的技术系统。它以地理空间数据库为基础，通过计算机软件实现对空间数据的管理，能将地理位置与相关属性信息有机结合，形成可视化的地图或分析报告。在功能上，GIS 具备数据输入、编辑、查询、分析等核心能力。它可以对不同来源的地理数据进行整合处理，比如将地形数据与人口分布数据叠加分析，直观呈现两者的关联。在测绘领域，GIS 的价值在于提供空间分析支持，如通过网络分析功能规划最优测绘路线，为测绘工作的精准开展提供决策依据。

1.2 全球导航卫星系统

全球导航卫星系统（GNSS）是依靠卫星信号实现全球范围内定位、导航和授时的技术体系。其核心原理是通过接收多颗卫星的信号，计算出接收设备与卫星的距离，进而确定自身的三维坐标。GNSS 具有全天候工作、覆盖范围广、定位速度快等特点。在测绘中，它改变了传统的测量模式，无需繁琐的地面控制点布设，就能快速获取目标点的精确位置。无论是大面积的地形测绘，还是小范围的工程放样，GNSS 都能提供稳定的定位支持，大幅提升测绘作业的效率和灵活性。

1.3 遥感技术

遥感技术（RS）是通过非接触式传感器收集地物反射或发射的电磁波信息，进而识别地物属性和状态的技术。它可搭载于卫星、飞机等平台，实现对地表的大范围观测。该技术的优势在于能快速获取宏观地理信息，不受地形、气候等自然条件的过多限制。在测绘中，遥感技术可用于获取地表影像数据，通过对影像的解译，提取地形、植被、建筑等要素信息。这些信息为基础测绘提供了丰富的数据源，尤其适用于偏远地区或灾害区域的测绘工作，能在短时间内完成对目标区域的初步测绘评估。

1.4 三维激光扫描技术

三维激光扫描技术通过发射激光束对目标进行密集采样，以点云形式记录目标表面的三维坐标信息，从而构建目标的三维模型。它如同快速复制现实场景的工具，能捕捉物体的细微轮廓和纹理特征。该技术的突出优势是高精度和高效率，可对复杂结构的物体进行完整扫描，避免了传统测量中对物体的接触式干扰。在测绘领域，它常用于古建筑保护测绘、工业设施建模等场景，能精准还原目标的立体形态，为后续的测绘分析和模型构建提供高精度的原始数据。

二、智慧城市测绘工程的需求与特点

2.1 智慧城市测绘工程的需求

智慧城市的核心是通过数字化手段实现城市高效运转，这对测绘工程提出了精准化、动态化的需求。首先是基础地理数据的高精度需求，城市各类智慧应用如交通调度、管网管理等，均依赖精确的空间坐标信息作为支撑。其次是数据的实时更新需求，城市建筑、道路等设施处于持续变化中，测绘成果需及时反映这些动态，才能保障智慧系统决策的时效性。还需要多维度信息整合需求，不仅要获取地形、建筑等空间数据，还需关联人口、能耗等属性数据，形成完整的数据链条，为城市治理提供全面参考。

2.2 智慧城市测绘工程的特点

相对于传统测绘工作，智慧城市测绘工程具有数据规模大，内容包括地上、地下、空中等多种类型信息，并且数据来源于多种异构源，数据处理的复杂度更高；精度标准要求高，精度水平从米、分米扩展到厘米甚至毫米级别，从而更加适用于如智慧医疗、精密制造等方面空间位置的高度精确化；时效性强，运用动态监测技术使得测绘结果可以几乎实现即时更新，突破了定期测绘的时空约束。

三、现代地理信息技术在智慧城市测绘工程中的具体应用

3.1 城市基础地理信息数据采集

在进行城市基础地理信息数据的采集中，卫星遥感、无人机航测以及地面移动测量系统组成了完整的空、天、地相结合的采集模式。卫星遥感由于其探测面积广，能够实现大范围地进行城市土地利用、绿地植被覆盖率等相关宏观数据的获取。无人机航测由于其飞行灵活，能够快速、机动地对一些城市中夹杂的建筑群内部进行建筑立面、街道纹理的中观数据采集。地面移动测量车由于搭载激光雷达传感器和全景相机，能够获取一些比较小范围的道路标线、地下管线入口等微观数据。

3.2 城市三维建模与可视化

可视化技术从三维构建真实而不可见的地理世界。利用激光点云技术和倾斜摄影技术构建“建筑、地形、地下管网”等全要素的城市三维模型，精度可达厘米级。通过 BIM与 GIS 的结合技术，三维构建的时候可以实现自动关联建筑的结构信息、使用年限等。

3.3 城市规划与设计

GIS 应用提高了规划工作的科学性和预测性。由于 GIS 能够进行空间分析，能够在定量上对规划地区的人口、交通状况、生态环境情况等进行分析，预测各规划方案的具体作用。例如，在规划建设新城区时，能够利用网络分析研究城区内交通路网的流量，运用热力分析确定区域内商业设施的服务区域，消除规划中出现的不合理。且规划设计可以在三维GIS 中进行模拟，通过对建筑光影效果的分析得出不同建筑分布间的采光通风等情况，彰显了人性化规划。

3.4 城市基础设施管理

地理信息技术的发展推动城市基础设施迈入了智能化管理阶段，给供水、供电、燃气管线等加附空间定位标签，便可在 GIS 平台上实现基础设施数字孪生体。管理人员便可通过平台实时查询任一线路的材质、敷设日期、维修记录等数据，当管网发生故障，系统可自行定位故障点并调取相邻的关联设施数据作为维修依据，运用物联网传感器的绑定 GIS，还可实时了解桥梁沉降、路面平整等状况参数，做到从设施被动维修到主动养护，从盲目整改到精准维修。

结语

现代地理信息技术为智慧城市测绘工程提供了高精度、高效能的技术支撑，在数据采集、处理及多场景应用中成效显著。虽存在成本、标准等问题，但通过优化可逐步解决。未来，随着技术融合深化，其将在智慧城市建设中发挥更大作用，推动城市治理智能化升级。

参考文献

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