三维地图:智“绘”武汉

2013年3月12日，国家科技部批复了武汉市等多家城市作为智慧城市试点，从而拉开了建设智慧城市的帷幕。据武汉市经信委巡视员李协军介绍，作为数字城市向智慧城市飞跃的基础之一，武汉市早就集中建设了数字武汉空间平台，集成了全市空间信息资源，实现了城市数字地图从二维向三维的技术提升。2013年7月，武汉智慧时空云信息平台通过专家验收，采用云计算、大数据、虚拟化等技术搭建总体框架，实现了公有云和私有云的结合，包括基础设施、服务平台层、数据层、软件服务层、时空数据库层等多个体系以及10多个应用平台，包括应急、交通、反恐、防灾、国土资源规划等领域，为智慧武汉提供了支撑服务。

三维数字地图发展迅速

“三维数字城市”是城市地理信息和其他城市信息结合并存储在计算机网络上，能供远程用户访问的一个“虚拟城市”，“虚拟城市”采集的信息内容包括各栋大楼、湖泊、绿地、道路的三维全景外观。

“在数字武汉上看到的武汉与你现实中看到的基本没差别”，据武汉市国土规划局信息中心总工程师彭明军介绍，国内或外国游客来武汉，可以把自己办事、观光的地点输入城市三维地图，得到一个路线，自助式完成在汉旅游。通过将城市时空信息数字化，建立城市的三维虚拟环境，对城市空间要素进行多维信息管理，可以数字再现城市发展历史、展示城市发展形象和未来分阶段发展蓝图，宣传城市旅游。同时，通过辅助景区重点项目和重点工程的规划审批，提高武汉景区规划决策的科学性和效率，维护景区良好公共空间的可持续性建设，提高建设项目与环境的适应性，增强了项目的独特个性。比如武汉市在互联网上了“数字东湖”三维模型，宣传景区环境与设施，吸引旅游，提升景区知名度，对开展网上招商引资工作，促进景区经济发展提供了一个数字化互动平台。

近年来，武汉市国土规划局着力描绘智慧城市蓝图，为“十二五”期间武汉实现跨越发展、促进幸福城市建设积极服务。据了解，武汉市三维数字地图系统建设可归纳为“一套标准、两个平台、三项研究和四张图”。“一套标准”，即三维数字地图系统建设的技术规程和三维模型建设标准。在三维模型建设标准的基础上，编制完成并了国家行业技术标准《城市三维建模技术规范》，该标准是全球首个实用的三维模型建设标准。“两个平台”，即三维集成管理平台和三维决策支持系统。一个实现海量三维模型数据的集成管理；一个实现城市建设活动的三维再现。“三项研究”，即关键技术研究、应用技术研究和运行机制研究。“四张图”即框架模型、基础模型、标准模型及精细模型。第一张图主要反映地形地貌，由DEM、DOM、体块及地名数据库构成；第二张图是基础模型，建筑分辨率在1.5～2.0米，基本反映建筑外观，主要用于表现城市基本现状；第三张图是标准模型，建筑分辨率在1.0米左右，主要表现城市重点地区和新建地区景观；第四张图是精细模型，建筑分辨率为0.3～0.5米，主要用于表现城市标志性建筑、历史建筑等。

目前，武汉市已完成了8494平方公里市域框架模型和主城区525平方公里精细模型，三环线内基本全覆盖，并逐步向开发区、远城区延伸。同时，还开展了城市重点区域、节点等地下空间三维模型建设工作，实现了地上、地下空间三维模型的一体化管理。

为智慧城市提供空间数据服务

武汉市用了数年时间，建立起服务于城市规划设计与审批，城市建设和运营管理的二三维数字城市信息平台。利用平台有丰富的数据、直观的表达和开放性，可以为相关的领域如应急方面、城市交通、网络化管理、数字林业、国土资源提供了空间数据服务。

三维地图是智能交通管理中最重要的基础，智能交通系统的大部分信息都需要在地图中显示，包括车道、街道设备、车辆（加装车载定位装置或由监控摄像头拍摄）的位置信息。三维地图可以将交通线路、周围环境甚至是驾驶员视角信息展现到交通管理部门或是车辆驾驶员处。管理部门可根据道路拥堵情况，动态调节路口红绿灯变换时间、临时改变车道通行方向以减少道路使用的不平衡性，满通需求，并通知驾驶员各道路的拥堵情况、给予选路建议；车辆驾驶员可通过车载的道路状况显示装置获得实时路况信息，合理安排道路选择。从而最大化发挥城市道路的使用能力，提高通行效率。

三维地图也是现有导航地图最好的升级方向，现有导航地图主要是平面地图，配以文字说明，但对于进入陌生地段的驾驶员，由于地形不熟，尤其是在道路复杂，岔道密集的地区，仅靠平面图像和文字说明往往找不到正确的道路。三维地图不仅显示道路信息，还可以将沿线楼宇、交通指示装置或是特殊景物（数目、山石等）以立体图像的形式展现出来，从而使驾驶员更容易通过这些道路环境的图像信息，找到正确的道路。

据介绍，武汉正在研制智能交通系统，在实际应用中做对比实验：两辆车同时从东湖路出发，目的地为汉阳国际博览中心，两车行至长江大桥时，遭遇车辆滞留。其中一辆车通过路通诱导屏得知前方车流量大，采取绕行江城大道，而另一辆车仍沿最短路线行驶。最后结果是绕行车辆率先到达目的地，相比未绕道车，虽然多行驶8公里，但油耗相当，并早到20分钟。另根据交管部门的科研数据显示：通过智能交通系统实施实时路况诱导，车速普遍提升10%，平均行车时间则下降近10%。智能交通在缓解道路拥塞，提高车辆出行效率上有较好的应用结果。

武汉市城市规划信息中心主任李宗华介绍，武汉市的三维数字城市建设及其应用已经初见成效，但是三维数字城市技术还在不断发展，还有许多关键技术有待突破。首先是软件平台问题，既要满足大范围、大场景的海量数据管理的需要，又要满足精细化、多样化的需求。其次，是快速建模问题，要研究一种简单、快速、高效的建模技术方法，以适应三维数字城市快速建设和更新的需要。第三，是三维分析工具问题，要深化三维数字城市技术在各部门、各行业的应用，就必须研究开发功能强大的三维分析工具。这些都需要在今后的工作中进行研究和攻关。

2014年1月，武汉市国土规划局信息中心被授予“中国智慧云时空信息平台”创新奖。据了解，智慧武汉云时空信息平台采用云计算的思想，依托城市三维地理空间信息数据，集成城市传感网所获取的城市运行时空信息和相关信息。目前平台已在智慧社会综合管理与服务、智慧国土规划、建设工程生命周期管理、基于时空人口数据的公共服务设施规划对策研究等领域开展了应用，各项应用已经走在了国内同行前列。