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基于360°实景影像移动测绘系统的智慧城市设施管理

基于当代高新技术构建的网格化城市管理模式是提高城市管理水平的关键举措之一。数字化城市管理是采用“万米单元网格”管理方法和城市部件管理方法相结合的方式。城市管理新模式的主要内容有:一是在管理空间的划分上精细化,二是在城市管理对象的管理上数字化,实现城市管理空间细化和管理对象的精确定位。城市基础设施部件是城市经济、社会活动的基本体,是真正属于城市的不可移动的要素。准确掌握城市部件的内容、数量、态、位置、属性,使城市管理由定性变为定量、由静态变为动态、由单一变为综合、由滞后变为实时,是实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。

数字城市网格化管理的主要目的是采用GIS、GNSS、移动通信、网络传输、计算机等高新技术,快速、高效、准确定位城管事件问题,确定事件责任单位及处理部门,快速解决问题。目前,国内有些城市已经完成了数据采集建库及信息系统搭建工作。然而,在各地网格化城市管理系统运行过程中,往往由于基础数据(包括基础地形图、部件数据等) 的原因,导致系统无法正常运行或发挥预期的作用,具体表现在以下几个方面:①数据现势性差;②周边环境信息描述不足;③缺少记录城市实景或历史实景的数据,影响执法公平公正;④普通的电子地图数据是把数据加工后给用户,用户不能参与量测和挖掘。

一、Trimble 360°实景影像移动测绘系统MX7

Trimble MX7是一套安装在各种移动载体平台上的空间影像获取系统。该系统将工业化的高分辨率360°全景数字相机、高精度的定位定姿子系统、大容量的存储子系统及工控组件等紧密集成为一体化系统,用于获取具有地理参考信息的全景数字图像,满足资产清查与管理、影像日志获取及GIS 数据更新。该系统采用模块化设计,通过无线局域网(WLAN)连接方式,用触摸式平板电脑进行数据采集控制,在车辆高速行进过程中,能快速采集道路及各种附属设施的空间数据和属性数据。系统组成如图1所示。

          

二、360°实景影像移动测绘系统MX7在城市资产管理中的优势

城市设施管理是一个长期的过程,需要对不同时期城市各种基础设施部件数据进行综合对比分析。因此,各种城市设施地物特征数据采集也要求定期、定时进行。通过360°实景影像移动测绘系统MX7进行道路数据采集,具有以下优势:

  1. 不影响道路的正常运行,数据采集快速高效(测绘车行驶速度可达60~120km/h),数据精度高。
  2. 系统位置、姿态信息的获取采用GNSS辅助惯导的集成解决方案,能克服GNSS信号失锁问题。
  3. 一套系统即可在较短时间内完成城市道路沿线所有数据的一次性采集,既保证了高质量、高一致性的数据获取,同时也降低了数据采集成本。
  4. 系统组件具有高稳定可靠性,在城市立交桥、隧道等复杂环境下运行稳定,能长时间连续作业。
  5. 系统无需检校标定,安装与拆卸灵活,可根据公路建设与管理的需求,按照不同周期进行数据采集。
  6. 通过获取的360°高清数字图像数据可进行道路各种设施、路面等特征地物的识别提取,以及相应的空间三维量测与分析。

三、360°实景影像移动测绘系统MX7数据采集与处理

Trimble MX7作业包括现场数据采集与内业数据处理两大步骤,数据采集时要进行系统安装、基站(或控制点)布设与MX7移动数据采集(POS数据/ 数字全景图像数据采集);内业数据处理包括定位定姿数据解算、数字全景图像数据地理参考重建、提取成果数据等。

四、360°实景影像移动测绘系统MX7在智慧城市基础设施管理中的应用

目前,Trimble 360°实景影像移动测绘系统MX7在智慧城市基础设施管理中的应用主要集中在以下几个方面:城市道路基础空间地理数据获取与更新、市政资产管理、360°实景影像在线发布与浏览等。

1. 城市道路基础空间地理数据获取与更新

随着城市公众地图服务等业务的不断发展,对道路基础地理数据获取与更新提出了更高的要求,要求获取的道路数据具有高精度、高可靠性与现实性。通过MX7系统快速获取的空间数据与属性数据可以满足各种不同的应用需求。

通过MX7系统数据后处理平台Trident Imaging,可基于MX7系统获取的360°实景影像创建车道线、道路边线、交通标志标牌、信号灯、匝道、平交道口等公路基础空间地理数据;同时也可以将不同时期已有的公路基础空间地理数据加载叠加到最新采集的公路实景影像数据上,对原有基础空间地理数据进行编辑与更新。

2. 市政资产管理

城市道路沿线两侧的市政设施有护栏、里程桩、路灯、通信电杆、公路通信、监控、紧急电话、交通标志、信息显示屏、绿化带等。在智慧城市运营过程中,经常会出现各种资产因损坏、交通诱导指示变化等因素发生空间位置或信息变更,因此,需要不定期地对各种设施进行维护与更新。在维护更新时需要对各种资产进行精确定位,这些位置信息的获取要通过公路资产GIS数据库来获得;同时对发生变更或已作维护的设施应记录到公路资产管理数据库中,做到公路资产现状与公路资产数据库高度一致。通过360°实景影像移动测绘系统MX7可以创建所有资产数据库,同时也可基于实景影像对资产维护信息进行快速更新。

3. 城市三维实景影像在线发布与浏览

360°实景影像移动测绘系统MX7获取的360°街景影像与城市道路矢量地图数据集成,构成三维实景影像与二维电子地图联动,通过网络发布后市政管理人员可在二三维实景影像地图上进行市政资产的空间量测、维护信息查询等。如图2 所示。

五、结束语

随着智慧城市建设的不断发展,相继出现了一些用于城市部件监测与管理的三维可视化监测管理平台。目前这些管理平台均缺乏有效的空间数据的支持,平台的监测管理功能难以充分发挥。而通过Trimble 360°实景影像移动测绘系统MX7获取的连续可量测实景图像可生成城市部件GIS数据库。在城管信息化应用中,GIS数据与可量测的实景图像完美结合,不但优化了城管工作流程,也进一步拓展了城管信息系统的功能,使其从原来的二维网格管理升级为实景化的城市管理系统。相信随着车载360°实景影像移动测绘系统在智慧城市市政资产管理应用中的不断发展,一定能大大提升市政资产的管理水平。