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城市三維空間管理是城市特色與形象塑造的重要手段，是城市建設管理的重要任務，依托數字化管理平臺，提升管理的科學理性、效率、效果以及智能化水平。以威海三維空間智能管理數字化平臺實踐項目為依托，融合團隊目前所擁有的近50項相關專利技術，展開了基于多源大數據的萬維沙盤建構、三維空間管控要素的譜系化建構、三維空間管控引導的智能規(guī)則、人機交互機制下的智能管理應用場景等相關研究，完成智能管理數字化平臺的建設，并投入到日常的城市建設管理之中，大幅度提升了管理工作的科學性與工作效率，取得了良好的實踐效果。

成果介紹本發(fā)明公開了一種城市天際輪廓線立面正射影像圖的快速獲取和測量方法，包括以下步驟：利用攜帶坐標獲取裝置的照相機逐段拍攝城市天際輪廓線立面的局部影像，并記錄每個拍攝時刻照相機的坐標方位和鏡頭朝向；獲取每個拍攝點與所拍攝對象之間的水平距離；建立拍攝點與拍攝圖像的幾何映射關系，生成城市天際輪廓線立面的正射影像圖；綜合城市天際輪廓線立面與其正射影像圖的幾何比例，輸出城市天際輪廓線立面正射影像圖的測量數據。本發(fā)明縮小了常規(guī)技術帶來的圖像畸變誤差，提高了測量精度。本發(fā)明的目的是提供一種 城市天際輪廓線立面正射影像圖的快速獲取和測量方法，縮小了常規(guī)技術帶來的 圖像畸變誤差，提高了測量精度。技術方案：為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種城市天際輪 廓線立面正射影像圖的快速獲取和測量方法，包括以下步驟：1）利用攜帶坐標獲取裝置的照相機逐段拍攝城市天際輪廓線立面的局部影 像，并記錄每個拍攝時刻照相機的坐標方位和鏡頭朝向；2）獲取每個拍攝點與所拍攝對象之間的水平距離；3）建立拍攝點與拍攝圖像的幾何映射關系，生成城市天際輪廓線立面的正 射影像圖；4）綜合城市天際輪廓線立面與其正射影像圖的幾何比例，輸出城市天際輪 廓線立面正射影像圖的測量數據。技術創(chuàng)新點及參數1.1）利用攜帶坐標獲取裝置的照相機(800萬以上像素)逐段拍攝城市天際輪 廓線立面的局部影像，所述影像中城市天際輪廓線位于圖幅中心；1.2）通過攜帶坐標獲取裝置的照相機(800萬以上像素)，在每一次拍攝局部 影像時，記錄拍攝時相機坐標方位的經度、緯度以及鏡頭朝向。進一步的，所述步驟2）包括：2.1）分別獲取步驟1）各局部影像所拍攝對象上左右兩端點A1和A2的經緯 度坐標，以及兩點之間的距離K；2.2）由拍攝點向步驟2.1）中的兩點連線做垂線，垂線與所述兩點連線有一 交點，記錄拍攝點至所述交點的距離，該距離為拍攝點與所拍攝對象之間的水平 距離S。進一步的，所述步驟3）包括：3.1）任選城市天際輪廓線立面的某一局部影像為標準，其拍攝點至所拍攝 對象之間的水平距離為S0，所拍攝局部影像所拍攝對象上左右兩端點之間的距離 K0，拍攝得到局部影像的寬度為A0；3.2）以所選局部影像為標準，對其他局部影像的邊長進行縮放調整，，公式 為：A i = S i S 0 A 0式中，Si為局部影像i其拍攝點至所拍攝對象之間的水平距離（參考步驟 2.2）的方法獲得）,Ai為該局部影像縮放后的影像寬度。3.3）將經過縮放調整的局部影像依照圖像序列進行拼接，得到完整的城市 天際輪廓線立面正射影像圖。進一步的，所述步驟4）包括：4.1）于步驟3.3）拼合得到的城市天際輪廓線立面正射影像圖上進行測量， 天際輪廓線的圖面高度為H0，圖面長度為L0；4.2）計算城市天際輪廓線的實際高度H，公式為：H = K 0 A 0 H 04.3）計算城市天際輪廓線的實際長度L，公式為：L = K 0 A 0 L 0式中，K0即為步驟3.1）所選局部影像的拍攝對象左右端點的實際距離（參 考步驟2.1）的方法獲得）。4.4）輸出城市天際輪廓線的實際高度H和實際長度L。市場前景城市天際輪廓線，亦稱城市天際線，是由城市中的高層建筑構成的整體形象， 或由高層建筑群構成的局部形象。城市天際輪廓線直接取決于城市用地建設的發(fā) 展布局，又是城市規(guī)劃建設成果的直觀反映，因此，城市天際輪廓線是城市規(guī)劃 建設部門進行城市建設和調整的重要內容。獲得現狀的城市天際輪廓線的立面正射影像圖是城市規(guī)劃建設部門進行天 際線建設和空間調整的首要和重要技術環(huán)節(jié)。但是，構成城市天際輪廓線的城市 建筑群的分布往往呈曲線形態(tài)蜿蜒綿延，實際長度往往長達數公里以上，甚至超 過5公里，在采用定點單張拍攝的方式時，同樣出現在影像上的被攝物體其實際 距拍攝點的距離往往相差很大，造成定點單張拍攝的城市天際輪廓線圖像存在很 大的透視變形，當采用同樣方法進行測算時，圖像兩端的建筑會比圖像正中的建 筑尺度偏小，造成城市天際輪廓線的高度、長度等數據的測算誤差，這種因透視 造成的測算誤差，雖然可以通過攝像器材進行校正，但仍舊無法完全消除。這使 城市規(guī)劃建設部門在城市天際線建設和空間引導建設中，缺乏準確有效的圖像信息和測量數據。1.減少傳統(tǒng)技術做法的圖像誤差：本發(fā)明針對了傳統(tǒng)城市天際輪 廓線立面影像圖獲取方法應透視帶來的圖像畸變和數據測量誤差，提出一種利用 多點拍攝并自動校正拼合的獲取方式，輸出城市天際輪廓線立面的正射影像圖， 基本消除了透視帶來的圖像誤差。2.自動輸出測算數據，節(jié)省工期：通過附加坐標獲取裝置的攝像器材，將圖 像和坐標同步輸入，可以自動進行空間解算，輸出天際輪廓線立面正射影像圖和 測算數據，交互方式簡便，提高工作效率，節(jié)省工作時間。

成果介紹城市三維空間管理是城市特色與形象塑造的重要手段，是城市建設管理的重要任務，依托數字化管理平臺，提升管理的科學理性、效率、效果以及智能化水平。以威海三維空間智能管理數字化平臺實踐項目為依托，融合團隊目前所擁有的近50項相關專利技術，展開了基于多源大數據的萬維沙盤建構、三維空間管控要素的譜系化建構、三維空間管控引導的智能規(guī)則、人機交互機制下的智能管理應用場景等相關研究，完成智能管理數字化平臺的建設，并投入到日常的城市建設管理之中，大幅度提升了管理工作的科學性與工作效率，取得了良好的實踐效果。技術創(chuàng)新點及參數1、平臺在集成了城市設計二三維成果、城市基礎地理數據、包括多規(guī)合一與控規(guī)等其他規(guī)劃編制成果等三大類、50+層數據的基礎上，有能力進行相對復雜的城市空間指標測度，如錯落度計算、天際線分析等。2、平臺中錄入并集成了中心城區(qū)城市建設用地所有地塊約35000條管控規(guī)則，初步實現了管控規(guī)則的智能化應用，平臺中開發(fā)出以下六大場景應用：相關規(guī)劃的要求核提、方案報批的智能審查、多方案的智能比選、規(guī)劃要點的智能生成、建筑方案的精細審查、規(guī)劃實施的智能監(jiān)測。3、據規(guī)劃分局的管理人員透露，之前需要15-20個工作日，甚至更長時間處理的工作量，在借助于數字化平臺輔助的基礎上，1-2個工作日即能完成，大幅提升了規(guī)劃管理部門的工作效率，同時審查結果更加準確、全面。市場前景本智能管理數字化平臺成果能逐步推廣至全國各大中小城市，能有效提升規(guī)劃管理工作的效果與效率，同時為規(guī)劃管理理性決策提供技術支撐，具有較好的發(fā)展前景。同時，平臺可逐步擴展多源大數據，為未來的數字城市、智慧城市建設提供一定的方法與保障。

一種基于多源遙感數據的城市不透水層信息提取方法，包括根據夜間燈光亮度影像，計算歸一化燈光亮度并基于閾值分割方法對城市地表進行區(qū)域類型分割；利用燈光亮度、陸地表面溫度與歸一化土壤調節(jié)植被指數，構建增強型歸一化不透水層指數；通過建立每一種類型分割區(qū)域的增強型歸一化不透水層指數MNDISI與不透水層率之間的線性定量關系，進行不透水層的提取工作。本發(fā)明較好地結合了多源遙感數據的優(yōu)勢，有效抑制了光譜混淆對于不透水層率估算結果的不利影響，為城市土地利用和環(huán)境變化監(jiān)測提供了一種新的途徑。

本發(fā)明公開了一種基于卷積神經網絡的城市軌道交通乘客擁擠程度檢測方法，首先對待檢測視頻進行預處理，分段并提取運動殘差圖像，將原始圖像與運動殘差圖像組合作為卷積神經網絡算法的輸入，建立至少包含一個卷積層和最大池化層的特征提取塊，處理并計算原始圖像和運動殘差圖像中包含的人群狀態(tài)特征，再將人群狀態(tài)特征和運動特征結合，構建至少包含一個卷積層、最大池化層和全連接層的特征融合塊，進行融合處理，同時構建分類器，使用預制的帶有擁擠程度標簽的訓練集對卷積神經網絡進行訓練，使分類器對待測視頻中的乘客擁擠程度進行正確檢測，更加全面的表征監(jiān)控視頻中的客流狀況，實現擁擠程度的檢測，提高了算法檢測的準確率。

該項目是863計劃項目，現處于實驗室研究階段。項目成果受專利保護。 1、項目概述 本項目針對高速公路進出城路段交通擁堵嚴重、事故頻發(fā)，以及高速公路監(jiān)控系統(tǒng)和城市快速路監(jiān)控系統(tǒng)各自為政、協同性差的普遍現象，構建了基于互聯網的分布式交通特征信息共享平臺，實現了不同監(jiān)控系統(tǒng)的信息共享；借助信息共享平臺，系統(tǒng)分析了結合部的動態(tài)交通特征，提出了適應不同交通條件的短時交通特征預測技術；采用分層遞階控制和神經網絡控制的方法，研發(fā)了多匝道的協同控制系統(tǒng)軟件，并實現了結合部道路交通系統(tǒng)的微觀仿真。 2、技術創(chuàng)新點 在監(jiān)控系統(tǒng)的信息共享研究方面，初步建立了交通特征信息共享的平臺，其中對異構監(jiān)控系統(tǒng)之間交通特征級信息共享的內容和模式進行了系統(tǒng)分析，對異構信息進行了融合處理，實現了特征級信息的發(fā)布。 在短時交通特征預測研究方面，已對京津塘高速公路及北京市快速環(huán)路監(jiān)控系統(tǒng)的海量交通流實測數據進行了特征與關聯分析，完成了短時交通特征的預測，并實現了交通擁擠的預判。 在結合部的協同控制方面，利用模糊神經網絡的建模和學習方法，對高速公路多匝道控制系統(tǒng)算法進行設計，并進行了控制效果仿真。   3、能為產業(yè)解決的關鍵技術 （1）基于服務水平的特征級交通動態(tài)信息融合技術 針對目前高速公路和城市快速路監(jiān)控系統(tǒng)所采集的交通流基礎數據格式和像素級融合技術都有所不同，控制目標參數不統(tǒng)一的現實情況，項目提出的交通特征信息共享平臺首先要處理現有高速公路和城市快速路服務水平判定標準不統(tǒng)一的問題，其次需要解決區(qū)域交通監(jiān)控系統(tǒng)的特征級數據融合問題，尋求基于服務水平的動態(tài)信息融合技術和方法。 （2）交通特征信息共享平臺的設計技術 針對集中式信息共享平臺投資大、實施困難的缺點，提出采用成熟的互聯網技術，以及分布式技術建立交通信息共享平臺，為異構監(jiān)控系統(tǒng)的信息共享模式提供了一種新的建設思路。不需要增加額外的硬件投資、操作方便，就現有的管理體制來說，也容易實現。 （3）基于關聯分析和智能控制技術的短時交通特征預測模型 將時間序列理論與關聯理論引入交通狀態(tài)分析，并根據不同交通條件建立的短時交通預測模型，在很大程度上提高了預測方法的實時性、準確性和可靠性，有利于預測技術的應用和推廣。 （4）高速公路和城市快速路結合部實現協同控制的關鍵技術 基于區(qū)域道路交通網絡動態(tài)信息采集系統(tǒng)數據資源的綜合利用與共享，在交通服務水平判定技術的支持下，運用系統(tǒng)論、控制論的思想以及智能交通系統(tǒng)工程的理論方法，實現高速公路和城市快速路結合部的協同控制。 4、相關的行業(yè)發(fā)展水平，以及同類技術產品或成果比較 目前，我國已建設的交通信息系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)基本上是作為一個個分支存在的，不僅子系統(tǒng)自身的數據尚未實現充分融合，集成度很低，而且系統(tǒng)之間存在行政分割問題，異構情況嚴重；在信息共享平臺設計上，大都采用集中式為主，需要新建一個監(jiān)控總中心，投資大，操作困難。 與本項目所提出的預測思路及預測方法相比，現有預測方法的適用性方面還存在不少缺陷。 目前，我國高速公路和城市快速路交通控制所采取的區(qū)域控制策略尚未形成較成熟的控制模式，高速公路和城市快速路的協同控制模式更是處于起步階段，尚未形成成熟的技術產品。 應用范圍： 本課題針對的主要對象是高速公路與城市快速路的結合部，課題研究成果不僅充分利用了現有的道路監(jiān)控系統(tǒng)硬件資源，節(jié)省了建設成本，而且可以滿足結合部的交通控制與管理需要，具有較強的應用和推廣價值。在實際的應用和推廣中，還需進一步擴充和細化協同控制目標，優(yōu)化大范圍內的多匝道協同控制模型及其算法，并對具體的控制策略和控制設施進行詳細設計，以提升協同控制的實際效果。 預期效果： 運用系統(tǒng)論和其他相關領域研究的最新成果，探索建立區(qū)域高速公路和城市快速路交通信息共享平臺的新思路和新方法，并在系統(tǒng)平臺的基礎上研究協同控制的策略和方法，并形成整套協同控制系統(tǒng)算法和軟件。在實踐中，研究成果能夠得到較好的應用，并且能夠部分解決高速公路和城市快速路結合部的交通問題。

 基于GIS技術構建城市重大危險源管理平臺，實現重大危險源定位、信息查詢，建立重大危險源二級聯動管理的模式。利用數據庫技術、GIS技術和事故后果模擬及動態(tài)應急救援輔助決策技術研究成果，采用面向對象設計方法結合災害過程模擬仿真結果。在三維GIS場景中基于事故后果評估結果動態(tài)輔助應急救援決策，包括人員撤離路徑、消防車路徑和緊急救援通道的最短路徑分析、交通管制設置等，進行應急資源的快速調查和優(yōu)化調度。 該軟件系統(tǒng)可廣泛應用于城市重大危險源動態(tài)管理、安全設計、廠區(qū)平面規(guī)劃和安全評價；成果

本發(fā)明公開了一種納米粒子均相摻雜的高強度智能化水凝膠的制備方法，先通過形成互穿網絡凝膠得到高強度水凝膠，再將金屬離子固定在凝膠網絡的活性基團上，并借助化學共沉淀法引發(fā)凝膠體系中的金屬離子發(fā)生原位反應生成納米金屬或金屬氧化物粒子，穩(wěn)定均勻分散于高強度水凝膠的網絡結構中，從而制備得到納米粒子均相摻雜的高強度智能化水凝膠。本發(fā)明方法制備的水凝膠不但機械強度好、均勻透明，而且保持了相應的納米粒子的環(huán)境響應能力特性，是一種極具價值的新型智能材料，拓展了水凝膠的應用前景。本發(fā)明方法操作簡單、條件溫和、產物穩(wěn)定、性能優(yōu)良、應用范圍廣泛，且可根據需要合成不同智能化特征的高強度水凝膠。

超臨界水氧化技術是用于高濃度難降解有毒有機廢水深度處理的一種高效技術。所用的氧化劑可以是純氧氣、空氣或過氧化氫等。其工藝流程如圖所示。用高壓泵將廢水打入熱交換器，廢水從換熱器內管束中通過，之后進入緩沖罐內，同時啟動氧氣壓縮機，將氧氣打入氧氣緩沖罐內。廢水與氧氣在管道內混合之后進入反應器，在超臨界條件下，廢水中的碳氫化合物被氧化分解成無害的CO2、H2O；含氮化合物被分解成N2等無害氣體；S、P等元素則生成無機鹽。由于氣體在超臨界水中的溶解度極高，在反應器中成為均一相，從反應器頂部排出；無機鹽等固體顆粒在超臨界水中的溶解度極低，沉淀于反應器底部。超臨界水與氣體的混合流體通過熱交換器冷卻后進入氣液分離器進行分離。與常規(guī)的水處理技術相比，本技術具有明顯的優(yōu)越性：（1）氧化效率高，處理徹底，水溶液中有機物的去除率可達99.99%以上；（2）反應在密閉容器中進行，密封條件極好，有利于有毒、有害物質的氧化處理；（3）不產生二次污染，處理后的水直接排放或完全回用，節(jié)約了資源和能源；（4）應用范圍廣，幾乎對所有有機污染物均可進行氧分分解；（6）由于均相反應停留時間短，反應器結構簡單，使用較小體積的反應器就可處理較大流量的有機污染物，有利于工業(yè)運行。應用本技術時，需消耗一定的能量以加熱廢水及驅動高壓泵，但廢水中的含能物質COD在超臨界狀態(tài)下發(fā)生氧化反應時會放出一定的熱量，為了降低過程的運行成本，本技術的應用與否取決于廢水的COD濃度。研究表明，如果廢水的COD小于30000 mg/L時，應用本技術時的運行成本較高，將達到150元/噸廢水左右；如果廢水的COD濃度為30000~45000 mg/L時，考慮到熱量回收，其運行成本接近零；如果廢水的COD濃度高于50000 mg/L時，考慮熱量回收的價值，此時的運行成本將為“負值”，即在盈利狀態(tài)下運行。這也是本技術與傳統(tǒng)廢水處理技術的最大區(qū)別：傳統(tǒng)技術要求廢水的污染越低越好，而本技術恰好相反，廢水越污越好。采用本技術存在的最大問題在于過程中產生的腐蝕與鹽堵問題。針對這種情況，我們進行了新型反應器的開發(fā)并申報了國家發(fā)明專利。目前，本技術已申請國家發(fā)明專利5項，獲授權一項。本技術適用于高濃度難降解有毒有機工業(yè)廢水，可廣泛應用于化工、石油煉制、紡織印染、造紙、醫(yī)藥等行業(yè)。