دبي ترسم خريطة الطريق الذكي للسعادة

تأخذ مدينة دبي ذكاءها وسعادتها على محمل الجد، في الواقع، السعادة هي الهدف النهائي المعلن لجميع المبادرات الطموحة والذكية التي أطلقتها المدينة منذ بدء برنامج دبي الذكية في عام 2013.

وقد أثرت الاستراتيجية الشاملة على إنشاء دولة الإمارات العربية المتحدة لأول مرة على الإطلاق.

جزء مهم من دبي الذكية هو GeoDubai ، وهو مخطط شامل يديره مركز نظم المعلومات الجغرافية ببلدية دبي لجمع وتقديم جميع البيانات الجغرافية المكانية والخدمات ذات الصلة إلى الجهات الحكومية والتعليمية والخاصة داخل دولة الإمارات العربية المتحدة بأكملها.

تقول مريم عبيد المهيري، مديرة مركز نظم المعلومات الجغرافية: “تؤمن حكومة دبي بأن البيانات الجغرافية المكانية هي أحد العناصر الأساسية لإنشاء أسعد وأذكى مدينة في المنطقة”.

تعد البيانات الجغرافية المكانية ضرورية للتخطيط الحضري الفعال والبنية التحتية والأمن والصحة، وكلها تساهم في الخدمات الذكية التي تجعل دبي مركزًا صالحًا للعيش ومستدامًا ومبتكرًا ومتزايدًا للسعادة. كان المفتاح بالنسبة لنا هو القدرة على رسم خريطة دقيقة للمدينة بأسرع ما تتطور “.

لمنحهم سرعة رسم الخرائط والدقة التي يحتاجونها، حصل مركز نظم المعلومات الجغرافية على نظام رسم خرائط متنقل مُركب على السيارة يلتقط بيانات مكانية من الدرجة السنتيمترية بسرعات على الطرق السريعة دون التضحية بجودة البيانات أو سلامة الطاقم.

لم يمكّن النظام الجديد المجموعة من تصوير جميع الطرق والمعالم والمباني الرئيسية في الإمارة في وقت قياسي فحسب، بل دفعهم نحو دعم الهدف الذكي النهائي لبلدية دبي المتمثل في بناء “التوأم الرقمي” في دبي، وهو نموذج ثلاثي الأبعاد كامل من البنية التحتية الخارجية والداخلية للمدينة.

الحفاظ على الوتيرة

يقوم مركز نظم المعلومات الجغرافية بجمع ومعالجة البيانات الجغرافية المكانية لإمارة دبي بأكملها منذ عام 2001، عندما أصدر صاحب السمو الشيخ مكتوم بن راشد آل مكتوم، نائب رئيس الدولة ورئيس الوزراء وحاكم دبي، قانونًا بإعلان مركز نظم المعلومات الجغرافية التابع لبلدية دبي. باعتبارها الهيئة الرسمية الوحيدة المسؤولة عن المهمة.

على هذا النحو، فقد اكتسبت بشكل روتيني التصوير الجوي وصور الأقمار الصناعية للإمارة وأنشأت نماذج ثلاثية الأبعاد وخرائط طبوغرافية باستخدام تقنيات القياس التصويري. كما أنها استخدمت، على أساس يومي تقريبًا، المحطات الإجمالية التقليدية وتقنية GNSS RTK لمسح الطرق والمتنزهات وأثاث الشوارع بالإضافة إلى جمع المسوحات المبنية. بالنسبة لصور التجوّل الافتراضي، فقد تحول سابقًا إلى البائعين التجاريين. يتم تقديم جميع مصادر البيانات من خلال بوابة مركزية لدعم مجموعة من الخدمات العامة مثل التخطيط المدني، وتصميم المباني والتشريعات، والنقل، والعنونة، والمرافق.

ومع ذلك، لم يكن من السهل مواكبة المدينة المتغيرة باستمرار، لا سيما في مجال التنمية الحضرية.

يقول المهيري: “في دبي، يبدو أن هناك ميزة جديدة أو تطويرًا يضاف كل يوم”. “لا يمكننا الحصول على صور جوية وصور الأقمار الصناعية بالسرعة الكافية، ولا يوفر البائعون التجاريون تغطية شاملة، كما أن التقاط الإنشاءات باستخدام تقنية المسح التقليدية يستغرق وقتًا طويلاً. يعد إنشاء إجمالي المحطات وأجهزة استقبال GNSS على طول الطرق النشطة خطرًا دائمًا على أطقمنا. مع إطلاق GeoDubai، علمنا أننا سنحتاج إلى نظام رسم خرائط داخلي يسمح لنا بالتحكم في برنامج الحصول على البيانات، ومتطلبات التغطية والدقة، وسيمنحنا الوسائل اللازمة لالتقاط البنية التحتية لدبي بأمان ودقة أثناء تغيرها.”

في أواخر عام 2018، استحوذ مركز GIS على حل Trimble MX9 لرسم الخرائط المحمولة، وهو نظام من الحقل إلى النهاية يجمع بين المسح بالليزر عالي الكثافة وكاميرا واحدة كروية وثلاث مستوية للصور البانورامية ومتعددة الزوايا، و Applanix عالي الدقة مكون GNSS (IMU).

يقوم مهندس ميداني (علوي) بمركز GISC بتركيب نظام التصوير MX9 فوق سيارة الدفع الرباعي، وبفضل الامتداد العلوي لـ MX9 الذي يصل إلى 400 متر، يمكن لأطقم العمل التقاط ما يقرب من جميع المباني شاهقة الارتفاع في دبي.

يقول محمد المصطفى، مدير مشروع MX9 في مركز نظم المعلومات الجغرافية: “يحتوي MX9 على أربع كاميرات تلتقط صورًا بانورامية ومتعددة الزوايا، واثنين من ماسحات الليزر التي تلتقط كل منها مليون نقطة في الثانية أثناء القيادة”. “يمنحنا ذلك سحابة نقطية عالية الكثافة بشكل لا يصدق بالإضافة إلى صور غنية بشكل لا يصدق لكل ميزة على الطريق. لا شيء مفقود. ويمكننا الحصول على هذه الأحجام الكبيرة من البيانات في جزء بسيط من وقت المسح التقليدي. إنه مفتاح نجاحنا في تحقيق أهداف GeoDubai “.

كأول دائرة حكومية في الإمارة تمتلك نظام خرائط متنقلًا، بدأ مركز نظم المعلومات الجغرافية في استخدام MX9 في عدد من المنتزهات ومناطق المعارض للتعرف على التكنولوجيا ومعايرتها لتوفير الوظائف وجودة البيانات التي تتطلبها. بحلول منتصف عام 2019، بدأ المركز أول مشروع كبير لرسم الخرائط المتنقلة: تصوير ومسح طرق الإمارة والبنية التحتية الحضرية.

بجدية ذكية

تعد المعلومات الجغرافية المكانية لمركز نظم المعلومات الجغرافية في صميم معظم مبادرات المدن الذكية في دبي. تتضمن بعض النقاط البارزة من هذه القائمة الطويلة ما يلي:

• مقياس السعادة: من أولى مبادرات المدن الذكية في دبي ، يسمح مقياس السعادة للقطاع الخاص والجهات الحكومية بجمع مستويات سعادة المستخدمين من خلال تطبيق نقطة اتصال. يقوم المستخدمون بترتيب تجربتهم من خلال واجهة بسيطة، ويتم دمج البيانات وتعيينها على مستوى المدينة من خلال لوحة معلومات مركزية. تعتبر خريطة السعادة من الأولى من نوعها في العالم.

• الأشخاص الأذكياء: يروج هذا البرنامج لمحو الأمية الرقمية ويمكّن السكان من الاستفادة من الخدمات والفعاليات الثقافية في المدينة. على سبيل المثال، يمكن للأشخاص الوصول إلى الخدمات الصحية والتعليمية عبر الإنترنت. يمكنهم بسهولة حجز المواعيد وعرض النتائج الطبية، أو التسجيل في الدورات ودفع الرسوم الدراسية.

• الحياة الذكية: تهدف هذه الخطة إلى تحسين الخدمات وإعداد المدينة للتحديات البيئية وغيرها. على سبيل المثال، يدمج التقنيات في البنية التحتية للمياه والكهرباء للمساعدة في تحديد وإدارة حالات الانقطاع، كما يوفر تقنيات الاتصال للمساعدة في تنسيق استجابة السلطات والسكان لحالات الطوارئ.

• بيانات دبي الذكية: من خلال هذه المبادرة، تخطط دبي لبناء نموذج على مستوى المدينة لبياناتها ، وتحديد المؤسسات التي تمتلكها ، وكيف يمكن استخدامها لبناء مدينة أكثر ذكاءً وازدهارًا. إنهم يعدون أصحاب المصلحة لمشاركة البيانات على مستوى المدينة بسلاسة لدعم التحول الذكي للمدينة وإنشاء نهج جديد لإدارة البيانات.

دبي ثلاثية الأبعاد

للبدء، ركزت الفرق أولاً على طرق دبي التي يبلغ طولها 12000 كيلومتر تقريبًا، مستهدفة الطرق والمعالم الرئيسية مثل مهرجان القرية العالمية والمتنزه الترفيهي وأسواق السوق القديم ووسط مدينة دبي. كان الهدف هو التقاط كل ميزة موجودة على الطريق وعلى طوله لإنشاء مناظر للشارع بزاوية 360 درجة وسحب نقطية وخرائط أساسية ثنائية وثلاثية الأبعاد للإمارة التي يبلغ طولها 60 × 60 كيلومترًا.

لتوفير مراجع جغرافية مكانية لنظام MX9، تمتلك إدارة المسح ببلدية دبي شبكة من حوالي 12000 نقطة تحكم أرضية حالية (GCPs) لتوفير تحكم بدقة السنتيمتر لرسم الخرائط المتنقلة. لدى القسم أيضًا شبكة من المحطات المرجعية الافتراضية (VRSs) لدعم معالجة RINEX اللاحقة لنظام MX9’s GNSS.

مع تثبيت MX9 فوق سيارتهم الرياضية متعددة الاستخدامات، قاد طاقم مكون من شخصين الطريق في اتجاهين. أثناء السفر بسرعة 80 كيلومترًا في الساعة، قام النظام بمسح أثاث الطريق مثل إشارات الطرق وأعمدة الإنارة وأضواء التوقف والعلامات والوسيط – أي ميزة تقع على مسافة 400 متر من الطريق – والتقط تسع صور (بانورامية ومتعددة الزوايا) كل خمس ثواني. بالتزامن مع التقاط الصورة، قام النظام بجمع سحابة نقطية من AOI بمعدل 2 مليون نقطة في الثانية. في المتوسط، استغرق الفريق ساعتين إلى ثلاث ساعات للحصول على 100 كيلومتر من البيانات يوميًا على جانبي الطريق.

يقول المصطفى: “من المزايا الملحوظة لجهاز MX9 ليس فقط أنه يحتوي على ماسح ضوئي، ولكن أيضًا زاوية تحديد الموقع الخاصة بهما، والتي تتيح لنا التقاط الميزات التي يمكن حظرها إذا كان لدينا ماسح ضوئي واحد فقط”. “دبي، على سبيل المثال، بها حركة مرور كثيفة، لذلك سيكون من السهل تفويت ميزة لأن السيارة تمر عليك. يضمن ماسحان ضوئيان أنه إذا تم حظر أحدهما مؤقتًا، فسيقوم الآخر بمسح هذه النقاط. بالإضافة إلى ذلك، يصل ارتفاع MX9 إلى 400 متر، لذا يمكننا التقاط جميع المباني شاهقة الارتفاع في دبي تقريبًا لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد دقيق وحقيقي للمدينة “.

أكمل مركز نظم المعلومات الجغرافية المرحلة الأولى من مشروعه المتمثلة في التقاط جميع الطرق الرئيسية في دبي والمعالم والمباني ثلاثية الأبعاد في أبريل 2020. وفي الفترة المتبقية من عام 2020، كانت الفرق تركز على جمع ما تبقى من شبكة الطرق والمناظر الطبيعية والبنية التحتية لإكمال ثلاثي الأبعاد. رسم خرائط للإمارة بأكملها.

يقول المصطفى: “لم نكن لنتمكن من إنهاء هذا الإنجاز الكبير بهذه السرعة بدون MX9”. “من المرجح أن يحتاج المساح الذي يستخدم التكنولوجيا التقليدية إلى ما يقرب من شهرين لتغطية نفس المسافة التي نجمعها في يوم واحد. وربما يكتسبون حوالي 200 نقطة في اليوم. نحصل على صور بانورامية بزاوية 360 درجة كل خمس ثوان و 2 مليون نقطة ثلاثية الأبعاد في الثانية لكل شيء موجود. لا يوجد مقارنة “.

لا تحتاج إلى شرح

بعد كل عملية الحصول على البيانات، استخدم الفريق مجموعة من أدوات برنامج Trimble لمعالجة البيانات. عندما تمت معالجة GNSS الخاص بـ MX9 وبيانات القصور الذاتي باستخدام POSPac ، قام برنامج Trimble Business Center بدمج معلومات المسار وقياسات نقطة التحكم للإشارة الجغرافية للبيانات التي تم جمعها من كاميرات MX9 والماسحات الضوئية. قاموا أيضًا بمعالجة وتلوين كل نقطة سحابة. ومن العرض ثلاثي الأبعاد، استخرجوا مجموعة من الميزات مثل أثاث الطرق واللافتات والمنازل ومخططات المباني لإنتاج خرائط متجهة للتحليلات المستندة إلى نظم المعلومات الجغرافية.

تم التقاط صور فيستيفال سيتي في دبي في وقت واحد بواسطة الماسحات الضوئية والكاميرات الليزرية MX9. حصلت MX9 على صور بانورامية بزاوية 360 درجة كل خمس ثوانٍ و 2 مليون نقطة ثلاثية الأبعاد في الثانية.

تم بعد ذلك نشر التجوّل الافتراضي والصور البانورامية وسحب النقاط والخرائط الأساسية على بوابة GeoDubai الجيومكانية المتقدمة التابعة لمركز نظم المعلومات الجغرافية، مما يمنح المستخدمين النهائيين العام والخاص القدرة على عرض وقياس ودراسة أي ميزة أو هيكل في المدينة. وفي نهاية يونيو 2020، تم دمج بيانات الخرائط ثلاثية الأبعاد للهاتف المحمول مع أحدث الابتكارات الذكية لمركز نظم المعلومات الجغرافية: Dubai Hereوهو نظام متصفح ويب يوفر الوصول إلى البيانات الجغرافية المكانية، بما في ذلك خرائط معالم دبي، والمباني التجارية والسكنية، والمتنزهات، الأشجار والجسور والأنفاق وشبكة النقل.

يقول المصطفى: “إن ما يجعل بيانات خرائط الهاتف المحمول فعالة للغاية هو عدم الحاجة إلى تفسير”. “على عكس نقطة الاستطلاع GNSS الفريدة، مع مناظر الشارع MX9 ، يمكن للمستخدمين رؤية المدينة بأكملها أمامهم، وليس مجرد نقطة أو مضلع. صورة تعطي 1000 شرح. وهذا يجعل استخدامه أسهل بكثير “.

بالإضافة إلى توفير مناظر بانورامية دقيقة ومناظر ثلاثية الأبعاد قابلة للقياس للمدينة، يقوم مركز نظم المعلومات الجغرافية أيضًا بالتقاط ورسم الخرائط الداخلية للمباني التجارية والعامة لتقديم نفس العرض ثلاثي الأبعاد والتحليل في الداخل. باستخدام حل Trimble Indoor Mobile Mapping (TIMMS) ، تقوم أنظمة الليدار والكاميرا المثبتة على عربة بمسح وتصوير كل غرفة وكائن في مساحة داخلية – بما في ذلك المكاتب والكراسي والسلالم والأبواب والنباتات والرشاشات والفتحات – وتوفر المواقع العالمية لكل منطقة من المبنى ومحتوياته.

لن يوفر دمج بيانات MX9 مع بيانات TIMMS الداخلية للمستخدمين النهائيين رؤية شاملة لمباني ومعالم دبي فحسب، بل سيوفر الأساس لإنشاء التوأم الرقمي للمدينة، وهو نموذج ثلاثي الأبعاد كامل للمدينة بأكملها.

سيوفر هذا النموذج، المعزز بتقنيات إنترنت الأشياء والمرتبط بالمعلومات في الوقت الفعلي، المعلومات الأساسية لتخطيط وإدارة المدينة وتقديم خدمات فعالة وذكية.

يقول المهيري: “تمنح الصور الغنية بالبيانات والخرائط ثلاثية الأبعاد صانعي القرار معلومات دقيقة ومحدثة وديناميكية لدعم وظائفنا الأساسية في مدينتنا وإدارتها بفعالية”. “على سبيل المثال، في الاستجابة لحالات الطوارئ، يمكن للدفاع المدني أن يعرف على الفور ارتفاع شكل المبنى المحترق وإمكانية الوصول إليه وتعقيده، مما يمنحهم المعرفة اللازمة لتخطيط الاستجابة الأكثر فعالية. يمكن للمخططين استخدام الخرائط ثلاثية الأبعاد لمراقبة وتقييم أعمار المباني وتطوير استراتيجيات هدم فعالة. يمكن للمهندسين تطوير تصميم الطرق أو صيانتها بشكل ثلاثي الأبعاد. هذا هو نوع عمق البيانات والابتكار الذي نحتاجه للتوأم الرقمي المستقبلي في دبي، والأهم من ذلك، لبناء المدينة الأكثر ذكاءً وسعادة.”

وفي النهاية، هذا هو كل ما يتعلق بدبي: أن تكون ذكيًا وسعيدًا. قد يكون لديها ولع لإنشاء مدينة “ests” – الأطول والأكبر والأسرع والأسهل والأنظف – ولكن أهم “مدينة” لحكومة دبي هو كونها المدينة الأكثر ذكاءً وسعادة. وهذا ليس بالضحك.

نقلا عن (مجلة المهندسين المدنيين والإنشائيين)