概述
“将迪拜打造成全球最智能、最幸福的城市”是2013年启动的“智能迪拜计划”的最终目标。“智能迪拜”的重要组成部分是“GeoDubai”，这是一项由迪拜市政府GIS中心管理的综合计划，旨在收集并向整个阿联酋的政府、教育和私人实体提供所有地理空间数据和相关服务。
“迪拜政府认为，地理空间数据是打造最智能、最幸福城市的核心要素之一，”GIS中心主任Maryam Obaid Almheiri表示，“地理空间数据对于有效的城市规划、基础设施、安全和健康至关重要。对我们来说，关键是能够以最快的速度准确地绘制城市地图。”
为了满足他们所需的测绘速度和精度，GIS中心购置了Trimble MX9移动测绘系统，该系统可以在不牺牲数据质量的前提下在高速公路上采集厘米级的空间数据，且保证了工作人员的安全。新系统不仅以创纪录的时间对迪拜的所有主要道路、地标和建筑物进行点云与图像信息的获取，而且还推动了迪拜市政府的最终智能目标，即建立迪拜的“数字孪生”——城市外部和内部基础设施的完整三维模型。
保持步伐
作为负责此项目的唯一官方测绘机构，GIS中心一直在收集和处理整个迪拜酋长国的地理空间数据。传统的数据采集方式包括：
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定期获取酋长国的航空摄影和卫星图像，并使用摄影测量技术创建三维模型和地形图；
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几乎每天都使用传统全站仪和GNSS RTK技术测量道路、公园和街道设施，并收集竣工测量数据；
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对于街景图像，他们曾求助于商业供应商。所有数据源都通过一个集中门户提供，以支持一系列公共服务。
然而，传统的方法难以跟上不断变化的城市步伐。
“在迪拜，几乎每天都有新鲜事物产生”Almheiri说道，“我们无法快速获得航空摄影和卫星图像，商业供应商无法提供全面覆盖，使用传统测量技术采集数据非常耗时。在繁忙的道路沿线设置全站仪和GNSS接收机对我们的工作人员来说也是一种持续的风险。随着GeoDubai的推出，我们意识到我们需要一个自己的测绘系统，该系统将使我们能够控制数据采集程序、覆盖范围和准确性，并让我们能够安全、准确地采集迪拜不断变化的基础设施。”
2018年末，GIS中心采购了Trimble MX9移动测绘解决方案，这是一套从现场到最终交付的完整系统，结合了高密度激光扫描、一个球面和三个平面相机以及高精度Applanix GNSS惯导组件。
“MX9有四个摄像头，可以采集全景和多角度图像，还有两个激光扫描仪，在驾驶时每个扫描仪每秒可采集100万个点。”GIS中心的MX9项目经理Mohamed El Mustafa说道，“这为我们提供了令人难以置信的高密度点云以及道路上每个特征的极其丰富的图像。没有遗漏任何细节。我们可以在短时间内获取大量数据。这是我们成功实现GeoDubai目标的关键。”
作为酋长国首个拥有移动测绘系统的政府部门，GIS中心开始在多个公园和展览区使用MX9，以熟悉这项技术并对其进行校准，以获得所需的功能和数据质量。到2019年年中，该中心启动了首个大型移动测绘项目：对迪拜酋长国的道路和城市基础设施进行成像和扫描。
三维迪拜
团队首先关注的是迪拜约12000公里的道路，主要路线和地标，例如地球村和游乐园、旧露天市场和迪拜市中心。目标是采集道路上和沿途的每一个现有特征，以创建60×60公里迪拜酋长国的360度街景、点云以及二维和三维基础地图。
迪拜市政测量局拥有一个由12000个现有地面控制点(GCP)组成的网络，可以为移动测绘系统提供厘米级精度的地理坐标参考。该部门还拥有一个虚拟参考站(VRS)网络，可为MX9的全星座GNSS后处理差分计算的提供完整的数据支持。
一个两人组成的团队将MX9安装在SUV车顶，沿两个方向行驶。系统以80公里/小时的速度行驶，扫描道路两侧各400米范围内的所有设施，例如路标、灯杆、红绿灯、标记和中间隔离带，并每5秒拍摄9张全景和多角度图像。在采集图像的同时，系统以每秒200万个点的速度收集高精度点云。平均而言，团队每天需要两到三个小时就能采集100公里道路两侧的数据。
“MX9的一个显著优势不仅在于它有两个扫描仪，而且它们的定位角度也很好，可以轻松采集到可能被遮挡的特征，”El Mustafa说道，“例如，迪拜的交通很拥堵，因此很容易因为有车经过而错过某个特征。两个扫描仪确保如果其中一个扫描仪暂时被遮挡，另一个扫描仪会扫描到这些点。此外，MX9的扫描距离可达400米，因此我们可以采集到迪拜几乎所有高层建筑物，从而创建该城市的准确而真实的三维模型。”
GIS中心于2020年4月完成了项目的第一阶段，以三维形式采集迪拜所有主要道路、地标和建筑物。在2020年的剩余时间里，团队专注于收集其余道路网络、景观和基础设施，以完成整个酋长国的三维地图绘制。
“如果没有MX9，我们不可能如此迅速地完成这一重大成就，”El Mustafa说道，“使用传统技术的测量员可能需要近两个月的时间才能采集到我们一天收集的数据。他们每天可能只能获得大约200个点。而我们每5秒就能获得360度全景图，每秒获得200万个点。这是无法比拟的。”
无需解释
每次数据采集后，团队都会使用Trimble Business Center软件来处理数据。当使用POSPac处理MX9的GNSS和惯导数据时，TBC会整合轨迹信息和控制点测量，以进行地理坐标配准。他们还处理并着色了全部点云。从三维视图中，他们提取了大量特征以生成矢量化地图，用于地理信息分析。
随后，街景、全景图像、点云和基础地图被发布到GIS中心的GeoDubai高级地理空间门户，供公共和私人终端用户查看、测量和研究城市中的任何特征或结构。
2020年6月底，三维移动测绘数据与GIS中心的最新智能创新相结合：Dubai Here，这是一个Web浏览器系统，可以访问地理空间数据，包括迪拜地标、商业和住宅建筑、公园、树木、桥梁、隧道和交通网络的地图。
“移动地图数据如此有效的原因在于无需任何解释，”El Mustafa说道，“与单一GNSS测量点不同，使用MX9街景，用户可以直观地看到眼前的整个城市，而不仅仅是一个点或多边形。这使得它使用起来更加方便。”
除了提供精确的全景和可测量的城市三维视图外，GIS中心还采集和绘制商业和公共建筑的内部地图，以便将相同的三维视图和分析带到室内。使用Trimble室内移动测绘解决方案 (TIMMS)，车载激光雷达和摄像头系统可以扫描和拍摄室内空间的每个房间和物体（包括桌子、椅子、楼梯、门、植物、洒水器和通风口），并提供建筑物及其内部的每个区域的真实位置。
将MX9数据与内部TIMMS数据整合在一起，不仅可以为最终用户提供迪拜建筑和地标的全貌，还将为最终创建城市数字孪生体奠定基础。该模型借助物联网技术增强并与实时信息相链接，将为规划和管理城市以及提供有效、智能的服务提供必要信息。
Almheiri表示：“数据丰富的图像和三维地图为决策者提供了最新的、精确的和实时的信息，以支持和有效管理我们的核心城市功能。例如，在应急响应中，民防部门可以立即了解着火建筑物的高度、结构和可达性，从而让他们能够做出更有效的响应；规划人员可以使用三维地图来监测和评估建筑物的年龄并制定有效的拆除策略；工程师也可以制定道路设计或维护。这就是迪拜未来的数字孪生所需要的数据深度和创新。最终目的是，打造最智能、最幸福的城市。”
