寫在前面：
最近想談一談， 關於物聯網對智慧建築行業發展會帶來哪些影響和變化的一些問題， 闡述下建築智慧化進入下半場的思考。
並將首次提出及闡述“建築智能 化2.0時代”的觀點。
今天先轉發一篇本人前2年的一篇論文（已做部分刪減）， 為大家提供一個對智慧城市中的部分技術應用有一個瞭解的側面和鋪墊。 下一篇將分享我對“建築智能化2.0時代”的觀點。
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摘要：數字城市的建設已經在我國各個城市如火如荼的開展多年了， 各個城市已經擁有了海量的資料， 隨著大資料時代的到來， 雲計算和物聯網的發展，
本文對智慧城市進行了闡述， 分析了其特徵， 給出了智慧城市的建設思路， 闡述智慧城市建設中一些新技術的應用。 為城市的發展提供了方法借鑒。
關鍵字：智慧城市；建設；新技術；應用
智慧城市建設需要以數位城市為基礎、而數字城市必須是徹底數位化的城市。
從這之後， 在我國與“數字地球”相關相似的概念層出不窮， “數位中國”、“數位省”、“數位城市”、“數位化行業”、“數位化社區”等名詞充斥報端和雜誌， 成了最熱門的話題之一。 許多省、市把它作為經濟技術發展的一個重要戰略來抓。
回過頭來看這一階段”數字城市“的建設過程所取得的成果是將我國城市資訊化建設向前推動了一大步。 ”數位城市“建設的推動力主要來自空間地理資訊系統技術的發展。
以城市化內容的虛擬實現為特徵數位城市建設的主要內容是利用空間地理資訊系統將城市建設、管理、經濟、民生等資訊與空間地理位置資訊聯繫在一起實現更精准的服務。
在這一階段的數位城市建設過程中核心支撐是空間地理資訊和空間地理資訊技術。 由此產生的問題是:這一城市數位化的進程止步於建築之外城市中巨大的建築空間沒有數位化所以這樣的”數字城市“是不徹底的數字城市。
2008年11月， IBM公司在紐約召開的外國關係理事會上， 首次提出了“智慧的地球”理念。 之後“智慧城市”應運而生， 智慧城市是以數字城市、互聯網、雲計算、物聯網等新技術為支撐， 以“大資料時代”的資料中心為基礎設施， 在城市各個方面實現智慧應用的高級城市發展形態。
智慧城市的實質是利用先進的資訊技術， 實現城市智慧式管理和運行， 進而為城市中的人創造更美好的生活， 促進城市的可持續發展。 李德仁院士指出， “智慧城市=物聯網+互聯網”。 “智慧城市”自從提出概念以來，
1)“智慧城市”與物聯網緊密相連。 物聯網就是“物物相連的互聯網”， 其離不開互聯網， 以物聯網為核心的， 是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網路， 它將使得任何物理的實物都可以進行資訊交換和通訊， 實現了物物相連。
2)智慧應用。 智慧城市擁有海量的資料， 要真正實現“智慧”， 城市需要擁有能夠處理分析海量資料的能力。 目前的“雲計算”提供了很好的解決方案。
通過雲端的計算， 結合互聯網技術， 智慧城市通過集中整合各類資訊， 並將處理後的各類資訊通過網路傳遞出去， 實現資源分享， 網路間的個體之間可以實現資訊交互， 從而完成資訊的增值應用。
3)高新技術的整合。 要實現智慧城市，需要整合許多高新技術，如資料獲取的時候需要遙感技術、GPS技術、物聯網技術等，資料傳輸的時候需要網路技術，資料處理的時候需要雲計算、GIS技術等。
(一)建築資訊模型(BIM)技術
隨著建築資訊模型(BIM)技術的出現和推廣應用，為已建和新建的建築空間數位化提供了可行的技術路線。
建築空間數位化的充分必要性，可以從兩個方面分析：
一是當土地上的建築物容積率超過1：1時，意味著建築面積超過了土地面積。美國曼哈頓地區的建築面積就超過了土地面積。如果“數字城市”中沒有包含巨大的建築空間的數位化，這個“數字城市”是不徹底的；
二是人類生活在兩種狀態中，一是在房屋裡、二是在去另外一個房屋裡的路上。在路上由地理資訊提供服務，那麼到了房屋內怎樣得到更好、更智慧的服務呢？所以必須實現建築空間的數位化。
隨著建築資訊模型(BuildingInformationModeling，簡稱BIM)技術的出現和發展，為我們實現建築空間的數位化提供了技術途徑。
BIM技術，為工程設計建造領域帶來了第二次革命，是從二維圖紙(CAD)到三維設計和建造(BIM)的革命，也是一次真正的建設行業革命，BIM技術將徹底改變建設工程設計、建造和運維方式；同時，BIM技術正在實現城市的徹底數位化，隨之而來的應用與影響極其廣泛、深遠。
(二)物聯網技術在智慧城市建設中的應用
(1)智慧政務
1)通過政務雲、政務資料交換平臺及完善的政務資訊資原始目錄體系，實現跨部門的資訊共用與資源整合，建立一體化的政務資源體系。
2)通過整合政府門戶網站、呼叫中心等相關政務服務資源，實現政府、企業和公眾隨時隨地通過互聯網、電話、移動終端等多種管道獲取一致與整合的政務服務。
3)通過資源分享及流程整合，完善政務服務監管管道，為企業、社會其它機構和公眾等提供一站式服務，實現足不出戶就可以隨時隨地辦理相關業務。
4)通過建立完善的資訊採集系統，利用強大的資料採擷、加工處理等海量資料計算手段，以及科學的智慧分析協同決策系統，實現政府科學、智慧決策等。
(2)智慧物流
1)多元化的資料獲取、感知技術。基於物聯網的智慧物流，面對的是形式多樣、資訊關係異常複雜的各類資料，多元化的資料獲取、感知技術，為智慧物流提供了幾本的技術支撐。
2)泛在網路支撐下可靠的資料傳輸技術。隨著物聯網的發展，泛在網路將成為資訊通訊網路的基礎設施，在於其它網路融合的基礎上，提供給智慧物流可靠的資料傳輸技術，為人們準確的提供各類資訊。
3)基於海量資訊資源的智慧決策、安全保障及管理技術。對物聯網海量感知資訊的加工處理，是智慧物流進行智慧決策的前提。
(3)智慧交通
1)緊急救援系統。當緊急情況發生時，車主按動車上安裝的緊急按鈕，通過無線通訊接通客服中心。客服人員能夠通過GPS技術精確定位，將救援送達車主。在救援過程中，客服人員不僅能一直與車主進行線上的交流，而且能夠即時調度救援資源，最小化車主的生命財產損失。
2)智慧導航系統。現行試用的路線推薦系統能夠根據司機需求和即時交通資訊，推薦最短路徑、時間最優路徑，甚至為計程車司機推薦最有可能搭載乘客的路線。
3)動態顯示車位元佔用狀態，即時監控整個停車場的使用狀況；快速路徑演算法，引導汽車迅速進入空閒車位。能夠統計統計停車場的分時段佔用率、每天或使用率，輔助知道停車管理安排。
(三)測繪技術在智慧城市建設中的應用
(1)數位航空數碼攝影
隨著CCD感測器技術的發展，數位航空攝影已呈現明顯的優勢，航空數碼相機面臨著前所未有的發展機遇。航空數碼相機主要有兩個發展方向：一個是基於線陣(LINeａr Ａrray)的感測器方向，代表產品有AdS40；另一個是基於面陣(PlaNe Array)的感測器方向，代表產品有dMc、ucd等。
我國也逐步研發了具有自主智慧財產權的航空數碼相機TOPdc、Swdc等，並進行了多次科研試驗。這些航空數碼感測器已成為我國高解析度影像獲取的主要設備，同時也是數位城市建設中製作大比例尺數位表面模型(dSM)、數位高程模型(deM)數位正射影像(dOM)和數位線劃圖(dＬＧ)的主要資料來源。
此外，中低空高解析度主被動寬幅與三維探測遙感設備、寬幅高精度的航空數碼測量型多光譜相機、成像光譜儀、LIDAR等載荷發展也非常迅速，對地獲取高解析度空間資料的能力明顯增強。
(2)高分辨衛星遙感
自2000年以來，高空間解析度的遙感衛星成為商業遙感主流。2009年，美國宣佈放開1M解析度SAr商業衛星限制，廣泛應用的有SPOT5、IKONOS、QuIcKBIrd和OrBVIew等。
我國測繪衛星即資源三號衛星資源三號衛星集測繪和資源調查功能於一體，主要用於生產中國1∶50000基礎地理資訊產品，以及1∶25000等更大比例尺地圖的修測和更新，開展國土資源調查與監測，為防災減災、農林水利、生態環境、城市規劃與建設、交通和國防建設等領域提供有效的服務，同時也為智慧城市建設提供資料基礎。
(3)LIDAR系統
LIDAR系統是一種新型感測器設備。它將鐳射用於回波測距，直接獲取高精度的數位表面模型，然後通過資料後處理的方式獲得城市建模、植被參數反演、電力巡線等面向不同行業的資料。
因此，它具備了同時獲得多光譜CCD影像的能力，為後續應用提供了豐富的資料資源。LI－DAR系統是集GPS技術、IMU技術、鐳射測距技術和高解析度CCD相機於一體的當代對地觀測領域的一門新興技術。
它不但會為對地觀測技術的應用提供新型資料，同時會為智慧城市中的三維重建提供重要資料。
(4)低空攝影測量系統
低空無人機是當代低空空間技術應用的主要載體之一，可以通過地面遙控實現大傾角(40°－60°)攝影，能夠按佈設航線獲取各建築物各側面和頂部影像，遙感影像中心位置的空間解析度可以達到0．1M甚至更高。
因此，可利用所拍攝的高解析度低空影像作為城市三維模型的影像源，從而充分發揮影像資料的多重作用。低空多角度高解析度遙感影像是城市景觀中三維物件各種紋理資訊最可靠的來源。建築物是城市三維景觀的主體，在現有二維資料的輔助下，能夠方便、準確地獲取建築物的高度及幾何構成資訊；其三維模型可以通過低空遙感影像三維重建並映射紋理獲得。
在三維視覺化中，建築物屋頂和牆面分為可見面和不可見面。首先判斷屋頂和牆面的“可見性”，然後根據多航帶影像進行最佳紋理的映射，結合消隱分析、紋理糾正等技術措施，生成與真實建築物一致的三維模型，保證其最佳可視效果。
(5)傾斜攝影技術
它是近幾年發展起來的一項高新技術，集成了傳統航空攝影技術和數位地面採集技術，克服傳統航攝技術只能從垂直角度拍攝的局限性，通過在同一飛行平臺上搭載多台感測器，同時從1個垂直角度和４個傾斜角度採集影像，構建地面三維模型。
這樣彌補了正射影像的不足，更加真實地反映地物的實際情況，提高我國數字城市建設中建築物側面紋理的基礎資料獲取效率。
智慧城市建設是一個始終會伴隨著技術的發展不斷有新的智慧需要融入城市發展的漫長階段。因此，智慧城市建設需要建立在徹底數位化城市基礎上的發展建設方式、這是智慧城市建設發展規律的客觀要求。
參考文獻[1]馬士玲.物聯網技術在智慧城市建設中的應用[J].物聯網技術,2012,02:70-72.
[2]劉戀.智慧城市資訊服務體系建設及實證研究[D].吉林大學,2012.
[3]白晨曦.智慧城市的本質研究[D].東華大學,2013.
[4]李德仁.高解析度對地觀測技術在智慧城市中的應用[J].測繪地理資訊,2013,06:1-5.
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(一)建築資訊模型(BIM)技術
隨著建築資訊模型(BIM)技術的出現和推廣應用，為已建和新建的建築空間數位化提供了可行的技術路線。
建築空間數位化的充分必要性，可以從兩個方面分析：
一是當土地上的建築物容積率超過1：1時，意味著建築面積超過了土地面積。美國曼哈頓地區的建築面積就超過了土地面積。如果“數字城市”中沒有包含巨大的建築空間的數位化，這個“數字城市”是不徹底的；
二是人類生活在兩種狀態中，一是在房屋裡、二是在去另外一個房屋裡的路上。在路上由地理資訊提供服務，那麼到了房屋內怎樣得到更好、更智慧的服務呢？所以必須實現建築空間的數位化。
隨著建築資訊模型(BuildingInformationModeling，簡稱BIM)技術的出現和發展，為我們實現建築空間的數位化提供了技術途徑。
BIM技術，為工程設計建造領域帶來了第二次革命，是從二維圖紙(CAD)到三維設計和建造(BIM)的革命，也是一次真正的建設行業革命，BIM技術將徹底改變建設工程設計、建造和運維方式；同時，BIM技術正在實現城市的徹底數位化，隨之而來的應用與影響極其廣泛、深遠。
(二)物聯網技術在智慧城市建設中的應用
(1)智慧政務
1)通過政務雲、政務資料交換平臺及完善的政務資訊資原始目錄體系，實現跨部門的資訊共用與資源整合，建立一體化的政務資源體系。
2)通過整合政府門戶網站、呼叫中心等相關政務服務資源，實現政府、企業和公眾隨時隨地通過互聯網、電話、移動終端等多種管道獲取一致與整合的政務服務。
3)通過資源分享及流程整合，完善政務服務監管管道，為企業、社會其它機構和公眾等提供一站式服務，實現足不出戶就可以隨時隨地辦理相關業務。
4)通過建立完善的資訊採集系統，利用強大的資料採擷、加工處理等海量資料計算手段，以及科學的智慧分析協同決策系統，實現政府科學、智慧決策等。
(2)智慧物流
1)多元化的資料獲取、感知技術。基於物聯網的智慧物流，面對的是形式多樣、資訊關係異常複雜的各類資料，多元化的資料獲取、感知技術，為智慧物流提供了幾本的技術支撐。
2)泛在網路支撐下可靠的資料傳輸技術。隨著物聯網的發展，泛在網路將成為資訊通訊網路的基礎設施，在於其它網路融合的基礎上，提供給智慧物流可靠的資料傳輸技術，為人們準確的提供各類資訊。
3)基於海量資訊資源的智慧決策、安全保障及管理技術。對物聯網海量感知資訊的加工處理，是智慧物流進行智慧決策的前提。
(3)智慧交通
1)緊急救援系統。當緊急情況發生時，車主按動車上安裝的緊急按鈕，通過無線通訊接通客服中心。客服人員能夠通過GPS技術精確定位，將救援送達車主。在救援過程中，客服人員不僅能一直與車主進行線上的交流，而且能夠即時調度救援資源，最小化車主的生命財產損失。
2)智慧導航系統。現行試用的路線推薦系統能夠根據司機需求和即時交通資訊，推薦最短路徑、時間最優路徑，甚至為計程車司機推薦最有可能搭載乘客的路線。
3)動態顯示車位元佔用狀態，即時監控整個停車場的使用狀況；快速路徑演算法，引導汽車迅速進入空閒車位。能夠統計統計停車場的分時段佔用率、每天或使用率，輔助知道停車管理安排。
(三)測繪技術在智慧城市建設中的應用
(1)數位航空數碼攝影
隨著CCD感測器技術的發展，數位航空攝影已呈現明顯的優勢，航空數碼相機面臨著前所未有的發展機遇。航空數碼相機主要有兩個發展方向：一個是基於線陣(LINeａr Ａrray)的感測器方向，代表產品有AdS40；另一個是基於面陣(PlaNe Array)的感測器方向，代表產品有dMc、ucd等。
我國也逐步研發了具有自主智慧財產權的航空數碼相機TOPdc、Swdc等，並進行了多次科研試驗。這些航空數碼感測器已成為我國高解析度影像獲取的主要設備，同時也是數位城市建設中製作大比例尺數位表面模型(dSM)、數位高程模型(deM)數位正射影像(dOM)和數位線劃圖(dＬＧ)的主要資料來源。
此外，中低空高解析度主被動寬幅與三維探測遙感設備、寬幅高精度的航空數碼測量型多光譜相機、成像光譜儀、LIDAR等載荷發展也非常迅速，對地獲取高解析度空間資料的能力明顯增強。
(2)高分辨衛星遙感
自2000年以來，高空間解析度的遙感衛星成為商業遙感主流。2009年，美國宣佈放開1M解析度SAr商業衛星限制，廣泛應用的有SPOT5、IKONOS、QuIcKBIrd和OrBVIew等。
我國測繪衛星即資源三號衛星資源三號衛星集測繪和資源調查功能於一體，主要用於生產中國1∶50000基礎地理資訊產品，以及1∶25000等更大比例尺地圖的修測和更新，開展國土資源調查與監測，為防災減災、農林水利、生態環境、城市規劃與建設、交通和國防建設等領域提供有效的服務，同時也為智慧城市建設提供資料基礎。
(3)LIDAR系統
LIDAR系統是一種新型感測器設備。它將鐳射用於回波測距，直接獲取高精度的數位表面模型，然後通過資料後處理的方式獲得城市建模、植被參數反演、電力巡線等面向不同行業的資料。
因此，它具備了同時獲得多光譜CCD影像的能力，為後續應用提供了豐富的資料資源。LI－DAR系統是集GPS技術、IMU技術、鐳射測距技術和高解析度CCD相機於一體的當代對地觀測領域的一門新興技術。
它不但會為對地觀測技術的應用提供新型資料，同時會為智慧城市中的三維重建提供重要資料。
(4)低空攝影測量系統
低空無人機是當代低空空間技術應用的主要載體之一，可以通過地面遙控實現大傾角(40°－60°)攝影，能夠按佈設航線獲取各建築物各側面和頂部影像，遙感影像中心位置的空間解析度可以達到0．1M甚至更高。
因此，可利用所拍攝的高解析度低空影像作為城市三維模型的影像源，從而充分發揮影像資料的多重作用。低空多角度高解析度遙感影像是城市景觀中三維物件各種紋理資訊最可靠的來源。建築物是城市三維景觀的主體，在現有二維資料的輔助下，能夠方便、準確地獲取建築物的高度及幾何構成資訊；其三維模型可以通過低空遙感影像三維重建並映射紋理獲得。
在三維視覺化中，建築物屋頂和牆面分為可見面和不可見面。首先判斷屋頂和牆面的“可見性”，然後根據多航帶影像進行最佳紋理的映射，結合消隱分析、紋理糾正等技術措施，生成與真實建築物一致的三維模型，保證其最佳可視效果。
(5)傾斜攝影技術
它是近幾年發展起來的一項高新技術，集成了傳統航空攝影技術和數位地面採集技術，克服傳統航攝技術只能從垂直角度拍攝的局限性，通過在同一飛行平臺上搭載多台感測器，同時從1個垂直角度和４個傾斜角度採集影像，構建地面三維模型。
這樣彌補了正射影像的不足，更加真實地反映地物的實際情況，提高我國數字城市建設中建築物側面紋理的基礎資料獲取效率。
智慧城市建設是一個始終會伴隨著技術的發展不斷有新的智慧需要融入城市發展的漫長階段。因此，智慧城市建設需要建立在徹底數位化城市基礎上的發展建設方式、這是智慧城市建設發展規律的客觀要求。
參考文獻[1]馬士玲.物聯網技術在智慧城市建設中的應用[J].物聯網技術,2012,02:70-72.
[2]劉戀.智慧城市資訊服務體系建設及實證研究[D].吉林大學,2012.
[3]白晨曦.智慧城市的本質研究[D].東華大學,2013.
[4]李德仁.高解析度對地觀測技術在智慧城市中的應用[J].測繪地理資訊,2013,06:1-5.
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