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深圳市规划和自然资源局

测绘地理信息技术助力冬奥

来源: 中国自然资源报  日期: 2022-02-09  【字号:

  北京冬奥会正在如火如荼地进行中。“科技冬奥”是本届冬奥会的特色之一,不论是场馆建设、赛事服务还是综合保障处处透着“科技范儿”。其中,也包含着测绘地理信息技术的智慧。

  高精度测绘与定位辅助奥运场地建设

  精度是测绘的生命线。在延庆赛区举行的雪车雪橇和高山滑雪竞技是本届冬奥会雪上竞赛的明星项目,场馆的设计建设对于高程数据的精准性、精细程度要求极高。承担测绘任务的北京市测绘设计研究院克服山区地形复杂、高差大的困难,利用无人机首次实现山区1:500地形图测绘。同时,该院还首次利用无人机激光雷达技术,短时间内对赛事的雪道造雪厚度进行了高精度测算。

  国家跳台滑雪中心“雪如意” 是我国首座跳台滑雪标准场地,顶部与地面落差达130多米,承办跳台滑雪全部五个比赛项目。南方测绘利用自主研发的智航SF700A无人机与T53倾斜相机,快速高效地采集并生成“雪如意”实景三维倾斜模型。为保护场馆开馆前的地面铺装,项目使用免像控技术,最终成果精度优于3厘米。

  在“雪如意”内,我国自主研制的首款小型化、低成本室内高精度定位基站投入使用,可以提供室内外无缝连续的亚米级高精度实时定位和位置服务,在人员密集的室内开阔区域可实现静态定位优于0.1米、动态定位优于0.5米的高精度定位,在室内外交替区域能够实现室内北斗微基站信号与室外空间北斗信号的自适应无缝接收切换。这是中国电科54所卫星导航系统与装备技术国家重点实验室承担的“北京冬奥会北斗微基站室内混合定位系统关键技术研发及应用”项目成果,也是我国首次将北斗导航信号引入室内、地下遮挡区域。

  国家速滑馆“冰丝带”采用全冰面设计,为了打造“最快的冰”,保障制冰后冰面温度均匀,国家速滑馆对冰面混凝土基底平整度建设提出了高标准要求,即任意平方米区域内高差不超过±3毫米。为此,北京国家速滑馆经营有限公司联合深圳大学动态精密工程测量团队,提出利用惯性测量方法对地面局部高低起伏进行精密测量。冰面基底平整度测量需求贯穿场馆建设的始终,针对场馆建设不同时期的特点,团队发明了平板式惯性平整度测量机器人、轮式惯性平整度测量机器人等专用设备。

  时空大数据的智能化应用保障安全

  北京市延庆区松闫路佛峪口水库大坝段,是通往北京冬奥会核心区的一条重要通道。这段17.7公里的公路,是除京礼高速外唯一进出延庆赛区的地方道路。但松闫路依山体而建,道路两侧山石滚落或土壤松动容易造成安全隐患。

  由天下图公司和智连安全科学研究院联合开展的北京市“科技冬奥”专项——“冬奥场馆(地)岩土构筑物灾害早期识别及自动预警应用示范”,为解除隐患提供了技术方案。项目通过布设微芯桩和一杆式采集测站、数据服务平台及手机客户端组成自动化边坡安全监测预警系统,对边坡危险岩石的振动、倾向、倾角、形变等多个安全指标进行实时监测。

  冬奥项目,尤其是室外举办的雪上运动项目,受气象条件影响更大,风速风力、气温雪温等直接考验着运动员的发挥。直观、高效的气象服务与保障尤为重要。时空大数据在其中发挥了重要作用。

  连日来,航天宏图多名工作人员分别在国家气象信息中心和北京市气象信息中心驻场,保障冬奥服务保障业务支撑系统和气象综合指挥平台正常运行。针对冬奥会外赛场气象应急保障高频次、小尺度精细化的需求,技术人员利用我国风云系列气象卫星和国外卫星资料,在遥感反演算法、卫星产品质量检验、卫星资料同化、数据融合等方面开展了大量工作,为冬奥期间突发极端天气进行综合分析研判提供有效技术支撑。

  北京市气象局联合超图软件基于SuperMap GIS平台开发建设了冬奥气候风险评估系统。该系统可从时间、空间、气象要素等不同维度进行数据融合分析,并基于GIS一张图技术清晰有效地展示三大赛区各项目场馆的分布、气候特征以及气象风险,全面提高冬奥气象决策服务能力与信息化水平。

  冬奥会时长半个月,赛事分布三大赛区,这对城市治理提出了更高要求。

  打开“冬奥大屏”,冬奥会北京市运行保障指挥部城市运行及环境保障组的数据汇聚于此。这是由数字政通承建的北京市城市运行调度指挥平台,主要从应急保障、环卫保障、市政专业保障和安全检查等4个方面反映城市运行的状态。

  部署于河北省应急管理厅、张家口市应急管理局及崇礼区森林防火预警监测信息中心森林火灾监测预警应急保障平台,是冬奥会和冬残奥会期间森林草原防灭火工作的保障。该平台由国家测绘工程技术研究中心建设,集成了三维地理信息、北斗定位、异构网络通信融合等技术,可全方位、多尺度监测保障冬奥赛区森林防火工作需求。

  中国地理信息产业协会精准农林业工委会主任委员、北京市精准林业重点实验室主任冯仲科带领团队为张家口市崇礼区建起覆盖崇礼全区的“林火预测预警一张图”——通过创建三维地理信息系统平台的智慧防火预测预警平台,实现林火预测预报、监测资源协同调度、蔓延模拟与可视化分析一体化集成。

  为保障延庆区冬奥期间严格践行低碳环保理念,中科宇图助力延庆区智慧环保项目,持续对延庆区的空气质量监测数据进行分析,为大气污染针对性管控提供科学依据。

  高分辨率遥感卫星鸟瞰奥运全景

  遥感卫星不仅能全方位向公众展示冬奥会的场馆之美,还能展示场馆建设的过程。冬奥会期间,中国四维、世纪空间、长光卫星、航天世景纷纷制作了高分辨率遥感卫星数据产品,带领公众遥“瞰”火炬传递、冬奥场馆。

  1月31日,中央电视台新闻频道“新闻直播间”栏目报道了对张家口冬奥准备工作进行了专题报道。节目中应用了中科星图应用GEOVIS 数字地球时空场景编辑器,从中科星图和国家基础地理信息中心精心选取了多张张家口赛区近五年的卫星影像,通过一张张影像的对比,利用遥感技术回顾见证了冬奥会筹备过程。

  据介绍,我国自主可控的GEOVIS数字地球平台,是中科星图突破空天大数据快速引接、弹性计算、智能解译、高效渲染等多项关键核心技术,跨界融合以互联网、大数据、人工智能、云计算为基础的新一代信息技术研制的。数字地球平台是基于数字地球的互动内容创作及分享平台,在数字孪生地球基础上,拓展丰富的数据源和主题空间,为用户二次创作提供工具。

  人工智能助力智慧导航

  近日,冬奥会相关专题通过天地图·北京网站(北京市地理信息共享服务平台,访问网址为:https://beijing.tianditu.gov.cn/)的“专题图层”栏目对外发布。北京市测绘研究院联合国家基础地理信息中心联合,完成了冬奥场馆点位以及冬奥专用道线路标记上图以及冬奥所涉及区域内容的基础要素的联动更新,为社会公众在冬奥期间的工作和出行提供方便。此外,百度地图、高德地图、腾讯地图也上线了冬奥专用道导航服务,推出“冰雪赛场地图”等专题地图。

  为帮助运动员们更快地熟悉冬奥村环境,商汤科技在科技冬奥专项支持下,开展了“基于3D的实时精准定位技术、虚拟与现实结合的3D高精度识别的智慧AR导航系统研究”课题,基于SenseMARS火星混合现实平台,经过几个月的研发攻关,短时间内实现了大尺度场景下厘米级的三维地图构建和部署,并解决了动态复杂场景下实现精准定位跟踪等难题,为张家口冬奥村打造创新的智慧AR导航应用。

  得益于多项技术创新,这套智慧AR导航应用可在30万平方米区域内任意地点,都能始终保持定位精准、无延迟感的沉浸式虚实融合效果,且不会受到建筑、冰雪等复杂环境的影响。

  冬奥会期间,道路巡检的需求不断增加。为此,高德地图研发的AI智慧巡检终端,养护车在行驶途中就可以通过人工智能技术,自动识别记录类似道路坑槽、结冰等问题,再应用北斗等卫星导航系统精准定位实时反馈给指挥中心,以便后方制定高效且具有针对性的解决方案。依托高德地图长年积累的人工智能计算能力,同时基于北斗等卫星导航系统,智慧巡检终端精准定位反馈,大幅提升了道路养护和巡检人员的工作效率,有效降低了工作过程中的交通风险。目前,该技术被应用到冬奥道路保障工作中。


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