對(duì)數(shù)字城市測(cè)繪模式的幾點(diǎn)思考

陳學(xué)業(yè)，彭子鳳

(深圳市規(guī)劃國(guó)土房產(chǎn)信息中心，廣東深圳518034)

對(duì)數(shù)字城市測(cè)繪模式的幾點(diǎn)思考

陳學(xué)業(yè)，彭子鳳

(深圳市規(guī)劃國(guó)土房產(chǎn)信息中心，廣東深圳518034)

詳細(xì)闡述城市信息化、數(shù)字城市、城市測(cè)繪的相互關(guān)系，并分析城市測(cè)繪的特殊需求和優(yōu)勢(shì)，提出城市測(cè)繪的發(fā)展模式和發(fā)展途徑。

城市信息化;數(shù)字城市;城市測(cè)繪

一、引 言

信息化已經(jīng)成為提升一個(gè)城市政治、經(jīng)濟(jì)、文化管理水平的重要途徑，而城市信息化經(jīng)歷了從分散到整合、從局部到整體、從獨(dú)立到集成、從非空間到空間的發(fā)展過(guò)程，數(shù)字城市是城市信息化進(jìn)入整體化和空間化的發(fā)展必然和高級(jí)階段［1］。

數(shù)字城市使物質(zhì)城市得以向網(wǎng)絡(luò)延伸和拓展［2］，物質(zhì)城市生態(tài)圈拓展為物質(zhì)和數(shù)字共同組成的生態(tài)圈，這個(gè)生態(tài)圈不是簡(jiǎn)單的“細(xì)胞分裂”，而是內(nèi)容上更加豐富，范圍上更加廣泛的大進(jìn)化。因此，目前適應(yīng)了物質(zhì)城市的人類一切活動(dòng)規(guī)律應(yīng)該產(chǎn)生相應(yīng)的適應(yīng)性變化，城市測(cè)繪也不例外。

從模擬測(cè)繪、數(shù)字測(cè)繪，到信息化測(cè)繪，城市測(cè)繪都是城市發(fā)展不可缺少、不可替代的基礎(chǔ)性工作。面對(duì)物質(zhì)城市，城市測(cè)繪為城市區(qū)域經(jīng)濟(jì)，城市建設(shè)，城市政治、文化、生活提供了基礎(chǔ)支撐，測(cè)繪成果廣泛服務(wù)于城市管理、資源開(kāi)發(fā)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃、工程建設(shè)、地質(zhì)災(zāi)害等各個(gè)領(lǐng)域。類似現(xiàn)實(shí)城市需要城市測(cè)繪作為基礎(chǔ)支撐一樣，城市測(cè)繪也是數(shù)字城市中數(shù)字城管、數(shù)字規(guī)劃、數(shù)字環(huán)保等各數(shù)字行業(yè)管理的依賴性行業(yè)和基礎(chǔ)技術(shù)。尤其在數(shù)字城市取得較大建設(shè)成果后，一方面，其進(jìn)一步提升了城市測(cè)繪成果應(yīng)用的深度和廣度，以及應(yīng)用的大眾化和普適化，城市測(cè)繪的作用更加突出和深入;另一方面，城市測(cè)繪是基礎(chǔ)支撐，首當(dāng)其沖受到數(shù)字城市的活動(dòng)形態(tài)和功能的沖擊，在較長(zhǎng)一段時(shí)間，城市測(cè)繪受到數(shù)字城市在技術(shù)、工藝、成果等方面的“倒逼”。因此，面對(duì)數(shù)字城市，城市測(cè)繪需要自身變革，適應(yīng)城市信息化大環(huán)境。數(shù)字城市的發(fā)展或者說(shuō)城市信息化的發(fā)展，突現(xiàn)出城市測(cè)繪面臨的一系列重要問(wèn)題:數(shù)據(jù)更新周期長(zhǎng)、信息數(shù)據(jù)體系不完整、數(shù)據(jù)產(chǎn)品單一和產(chǎn)品服務(wù)面窄。

城市空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是數(shù)字城市與城市測(cè)繪的核心紐帶。城市空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是建立在測(cè)區(qū)范圍小、精度和詳細(xì)程度要求高、比例尺大的特點(diǎn)之上。目前，城市基本比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)建立，絕大多數(shù)城市基本上不存在城市無(wú)圖區(qū)。所以，為了適應(yīng)城市的變化和發(fā)展需要，數(shù)據(jù)更新是城市測(cè)繪最需迫切解決的問(wèn)題之一。

二、城市測(cè)繪是數(shù)字城市的基礎(chǔ)性工作

1)城市測(cè)繪與數(shù)字城市有著共同的服務(wù)對(duì)象。作為測(cè)繪對(duì)象和數(shù)字城市管理對(duì)象，是同一個(gè)體——物質(zhì)城市和數(shù)字城市。城市測(cè)繪研究的是城市基本要素，主要是地理要素的測(cè)繪和變化測(cè)量，是提高對(duì)數(shù)字城市的認(rèn)知和管理能力的基礎(chǔ)工作;數(shù)字城市針對(duì)的是城市的整體，包括空間和非空間的、物質(zhì)和非物質(zhì)的，是現(xiàn)實(shí)城市在網(wǎng)絡(luò)上非物質(zhì)形態(tài)的延伸和拓展。簡(jiǎn)單地說(shuō)，存在這么一種關(guān)系，城市的非物質(zhì)表達(dá)形態(tài)是數(shù)字城市，而地理空間信息是城市延伸和拓展的基礎(chǔ)支撐數(shù)據(jù)，產(chǎn)生地理空間信息的主要技術(shù)手段是城市測(cè)繪。因此，可以說(shuō)城市非物質(zhì)化和網(wǎng)絡(luò)化的一個(gè)重要技術(shù)支撐手段就是城市測(cè)繪。

2)城市測(cè)繪既是數(shù)字城市的主要技術(shù)支撐，也是基礎(chǔ)性工作。城市測(cè)繪的基本任務(wù)是對(duì)城市區(qū)域的自然地理要素和地表人工設(shè)施的形狀、大小、空間位置及其屬性等進(jìn)行測(cè)定、采集和表達(dá)，對(duì)獲取的數(shù)據(jù)、信息和成果進(jìn)行處理并提供使用。數(shù)字城市是測(cè)繪成果應(yīng)用的集成化、公眾化、規(guī)模化。

3)數(shù)字城市地理空間框架是數(shù)字城市的重要建設(shè)內(nèi)容。關(guān)于數(shù)字城市，很多學(xué)者有許多定義，其中兩點(diǎn)是共同的:①基礎(chǔ)地理空間框架是數(shù)字城市的重要建設(shè)內(nèi)容;②基礎(chǔ)地理空間框架建設(shè)的關(guān)鍵落腳點(diǎn)還是基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)，主要體現(xiàn)在城市基本比例尺地形圖，如 1∶500、1∶2 000，1∶5 000 的地形圖等。目前，正在開(kāi)展全國(guó)數(shù)字城市基礎(chǔ)地理空間框架建設(shè)，提出的最核心的建設(shè)任務(wù)是城市基本比例尺地形圖及其基本地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，這些數(shù)據(jù)來(lái)源于城市測(cè)繪成果。

三、城市測(cè)繪具備的優(yōu)勢(shì)

同樣，與非城市區(qū)域的測(cè)繪特性不同一樣，城市測(cè)繪在伴隨城市的發(fā)展過(guò)程中，具備了非城市區(qū)域測(cè)繪不可同日而語(yǔ)的優(yōu)勢(shì)，為形成新城市測(cè)繪體系準(zhǔn)備了重要的基礎(chǔ)條件。

1)城市測(cè)繪的“底子”好，保障機(jī)制落實(shí)到位。具體體現(xiàn)在:① 測(cè)繪基準(zhǔn)設(shè)施完善;② 在政策體系、法規(guī)體系和標(biāo)準(zhǔn)化體系方面，城市測(cè)繪得天獨(dú)厚;③基礎(chǔ)地理信息資源建設(shè)投入被納入國(guó)家和地方年度計(jì)劃和財(cái)政預(yù)算，形成穩(wěn)定的基礎(chǔ)地理信息資源財(cái)政投入和增長(zhǎng)機(jī)制。

2)城市信息化環(huán)境是非城市化區(qū)域不能比擬的。以城市為單元的信息化工作一直走在前列，受到不同層次建設(shè)者和使用者的關(guān)注，產(chǎn)生了豐富的信息化成果，如城市網(wǎng)絡(luò)、政務(wù)管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、無(wú)線通信、移動(dòng)技術(shù)等。這些相關(guān)成果充分應(yīng)用到了城市的方方面面，為數(shù)字城市測(cè)繪體系的創(chuàng)新打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如城市網(wǎng)絡(luò)為空間數(shù)據(jù)的在線傳輸和發(fā)布提供了通道;政務(wù)管理系統(tǒng)為空間數(shù)據(jù)的拓展和利用提供了新的領(lǐng)域;地理信息系統(tǒng)為空間數(shù)據(jù)的建庫(kù)和應(yīng)用提供了專業(yè)工具等。

3)城市發(fā)展對(duì)空間數(shù)據(jù)的需求有更強(qiáng)的推動(dòng)力。我國(guó)城市處于政治、經(jīng)濟(jì)、文化、管理高速發(fā)展的階段，迫切需要扎實(shí)的基礎(chǔ)支撐，比非城市區(qū)域更需要地理信息這種戰(zhàn)略資源作為基礎(chǔ)保障，城市測(cè)繪的創(chuàng)新是必經(jīng)之路。

4)數(shù)字城市的“倒逼”使得城市測(cè)繪的優(yōu)先發(fā)展進(jìn)一步得到城市管理者的認(rèn)同和重視，在不發(fā)展城市測(cè)繪就無(wú)從建設(shè)好數(shù)字城市的認(rèn)識(shí)下，成為一種必然趨勢(shì)。

這些優(yōu)勢(shì)使得數(shù)字城市下的測(cè)繪體系可以優(yōu)先發(fā)展，可以采用有別于非城市區(qū)的測(cè)繪模式和方法。因此，可以說(shuō)城市本身的發(fā)展為城市測(cè)繪提供了創(chuàng)新測(cè)繪模式和測(cè)繪手段的可能，同時(shí)，也對(duì)傳統(tǒng)的城市測(cè)繪提出了新的挑戰(zhàn)，對(duì)城市測(cè)繪體系的創(chuàng)新形成“倒逼”之勢(shì)。

四、城市對(duì)測(cè)繪的特殊需求

相對(duì)于非城市區(qū)域測(cè)繪，城市測(cè)繪主要體現(xiàn)在如下三方面的特殊性需求。

1)尺度特性。在應(yīng)用上，較小的城市空間尺度體現(xiàn)了城市管理獨(dú)特的微觀要求。因此，作為城市政治、經(jīng)濟(jì)、文化管理支撐的空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要依托大比例尺基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，如 1∶2 000、1∶1 000、1∶500的地形圖，大比例尺地形圖的應(yīng)用可以很好地與城市管理的精細(xì)化程度相結(jié)合。相應(yīng)的，較小的城市空間尺度要求城市測(cè)繪追求更詳盡的地理信息，這種詳細(xì)程度體現(xiàn)在比例尺和維度兩方面。空間數(shù)據(jù)表示范圍可以從較小尺度的城市地理空間到更小尺度的城市建(構(gòu))筑物空間，表示內(nèi)容可以從地理景觀到街區(qū)建(構(gòu))筑物場(chǎng)景，表示方法可以從二維平面地圖到三維圖形(模型)［3］。因此，對(duì)城市測(cè)繪要求更高的詳細(xì)程度和精確性。

2)時(shí)間特性。城市的快速發(fā)展對(duì)城市空間信息的依賴性與非城市區(qū)域不可同日而語(yǔ)，尤其是對(duì)城市空間信息的現(xiàn)勢(shì)性要求非常高。已經(jīng)不允許城市空間信息的更新存在周期，幾乎要求發(fā)生的變化與現(xiàn)狀呈現(xiàn)同步。這就要求采用不同于非城市區(qū)的、及時(shí)的、精細(xì)化的城市測(cè)繪手段，以保持對(duì)城市空間信息的動(dòng)態(tài)跟蹤和實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)更新［3］。

3)融合特性。非城市區(qū)域的測(cè)繪可以作為相對(duì)獨(dú)立的測(cè)繪活動(dòng)進(jìn)行，以其獨(dú)特的專業(yè)技術(shù)方法和模式去完成，受人類的政治、經(jīng)濟(jì)、文化活動(dòng)直接影響小。對(duì)于城市測(cè)繪就不同了，一方面，城市空間數(shù)據(jù)的獲取是城市信息資源建設(shè)的重要組成部分，也是城市信息化建設(shè)的重要內(nèi)容，因此，采集城市空間信息已經(jīng)不再是城市測(cè)繪部門的專利;另一方面，城市測(cè)繪行業(yè)與城市規(guī)劃、建筑、環(huán)保、管理、水務(wù)等其他行業(yè)的滲透性日益加強(qiáng)，已經(jīng)成為城市各行業(yè)管理業(yè)務(wù)流程的關(guān)鍵層次和重要環(huán)節(jié)，與城市管理相關(guān)行業(yè)實(shí)現(xiàn)了深度參與和充分融合，無(wú)論從測(cè)繪的意義、目標(biāo)，還是測(cè)繪的手段、方式、成果、應(yīng)用等方面，獨(dú)立的、單純的、專業(yè)的城市測(cè)繪行為正在減少，只存在因?yàn)槌鞘泄芾淼男枰M(jìn)行的大城市測(cè)繪，城市測(cè)繪即將進(jìn)入非專業(yè)化和大眾化。在某些行業(yè)，城市測(cè)繪正在走向全城測(cè)繪和全民測(cè)繪。

五、城市地理空間數(shù)據(jù)的更新方式

城市測(cè)繪的直接成果是城市地理空間數(shù)據(jù)，而城市測(cè)繪的“三性”更加有利于地理空間數(shù)據(jù)建庫(kù)和更新。地理空間數(shù)據(jù)的更新有面向圖幅的更新和面向要素類的更新。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新方式主要是面向圖幅的數(shù)據(jù)更新，是按照既定計(jì)劃對(duì)地圖圖幅整體進(jìn)行的定期更新。面向地圖圖幅更新的周期長(zhǎng)、過(guò)程繁瑣，導(dǎo)致了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新應(yīng)用的周期長(zhǎng);面向地理要素的更新是當(dāng)前通用的數(shù)據(jù)更新方式，其以圖層為單位，在某一圖層更新完成后入庫(kù)，形成現(xiàn)勢(shì)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。雖然在某一要素更新完成后就可用于其應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的更新，但其信息反饋仍是異步的形式，導(dǎo)致了面向地理要素的更新方式下應(yīng)用產(chǎn)品的更新周期仍然相對(duì)較長(zhǎng)。因此，面向圖幅的更新和面向要素類的更新往往因小失大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

建立面向城市地理對(duì)象的更新模式是數(shù)字城市測(cè)繪模式的重要發(fā)展方向。面向地理對(duì)象的更新是基于數(shù)字城市和數(shù)字測(cè)繪的建設(shè)成果，并采用在線實(shí)時(shí)更新地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的形式。利用全數(shù)字測(cè)量技術(shù)進(jìn)行實(shí)地?cái)?shù)字測(cè)量，同時(shí)進(jìn)行屬性采集，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，向地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送消息，基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)在接受更新消息后可進(jìn)行同步更新。因而，面向地理對(duì)象更新方式下的更新應(yīng)用周期短。

六、面向數(shù)字城市的測(cè)繪發(fā)展模式

與數(shù)字城市建設(shè)成果相融合、與城市信息化成果相融合、與城市業(yè)務(wù)管理相融合的三大融合，是催生新的城市測(cè)繪發(fā)展模式的重要手段。

1)城市測(cè)繪與城市管理業(yè)務(wù)流程相結(jié)合。城市測(cè)繪要成為城市管理業(yè)務(wù)流程的關(guān)鍵層次和重要環(huán)節(jié)，為城市管理業(yè)務(wù)作基礎(chǔ)支撐，同時(shí)，業(yè)務(wù)管理成果要及時(shí)為城市測(cè)繪服務(wù)，特別是為城市大比例尺地形圖的更新服務(wù)。例如工程測(cè)量數(shù)據(jù)包括建筑物竣工測(cè)量、征地地形圖測(cè)量、道路及河涌竣工驗(yàn)收和普通工程測(cè)量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以作為地形圖更新的補(bǔ)充材料。利用工程測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)中系列地形圖進(jìn)行開(kāi)窗式的修測(cè)和補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)地形圖的動(dòng)態(tài)更新。

2)城市測(cè)繪與數(shù)字城市建設(shè)成果相融合。數(shù)字城市從離散自為的獨(dú)立應(yīng)用階段發(fā)展到基于規(guī)劃的系統(tǒng)應(yīng)用階段，再到當(dāng)前的集成整合階段，積累了豐富的建設(shè)成果，在城市管理的各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。最有代表性的成果表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:①CORS系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)更新的一套新的技術(shù)流程和方式;②數(shù)字城市空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)的建立，為地理空間數(shù)據(jù)的在線上傳、及時(shí)更新、在線共享和應(yīng)用服務(wù)提供了城市化的大平臺(tái);③城市空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，各比例尺城市地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)建立，具備較高質(zhì)量、覆蓋程度高、操作性強(qiáng)的特點(diǎn)。只有兩者融合，才能建立測(cè)繪、建庫(kù)、更新、應(yīng)用和服務(wù)的信息化測(cè)繪。

3)城市測(cè)繪與城市信息化成果相融合。城市測(cè)繪需要與物聯(lián)網(wǎng)、電子政務(wù)系統(tǒng)、城市網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、云計(jì)算、智慧城市等信息化成果相融合，并通過(guò)與城市信息化建設(shè)成果的融合形成與地理信息采集、更新、加工、處理，到管理、共享、分發(fā)與應(yīng)用服務(wù)相適應(yīng)的技術(shù)支撐體系。

七、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字城市為城市管理和人們生活帶來(lái)便捷、提升了管理水平的同時(shí)，也帶來(lái)了數(shù)字城市中管理方面的一些不足。城市測(cè)繪也面臨同樣的問(wèn)題，要解決這些問(wèn)題，固然需要對(duì)城市測(cè)繪進(jìn)行外部調(diào)整，而更重要的是城市測(cè)繪要從自身進(jìn)行調(diào)節(jié)，需要不斷地進(jìn)化，以適應(yīng)現(xiàn)實(shí)城市和數(shù)字城市共同建立的生態(tài)圈。

［1］符長(zhǎng)青.數(shù)字城市:城市信息化的必由之路［N］.計(jì)算機(jī)世界報(bào)，2008-02-04(29).

［2］郭仁忠，林亨貴.數(shù)字城市及其數(shù)字國(guó)土支撐［J］.測(cè)繪通報(bào)，2008(9):1-5.

［3］郭仁忠，陳學(xué)業(yè).數(shù)字城市測(cè)繪體系初探［J］.測(cè)繪通報(bào)，2010(6):1-5.

［4］寧津生，楊凱.從數(shù)字化測(cè)繪到信息化測(cè)繪的測(cè)繪學(xué)科新進(jìn)展［J］.測(cè)繪科學(xué)，2007，132(12):6-11.

［5］李冠成，劉志輝.城市基礎(chǔ)比例尺地形圖更新與建庫(kù)［J］.測(cè)繪信息與工程，2008，33(4):38-40.

［6］郭仁忠.城市數(shù)字化與政府電子化［C］∥第一屆中國(guó)國(guó)際數(shù)字城市建設(shè)技術(shù)研討會(huì)暨21世紀(jì)數(shù)字城市論壇.廣州:［s.n.］，2001.

［7］李德仁，苗前軍，邵振峰.信息化測(cè)繪體系的定位與框架［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào):信息科學(xué)版，2007，32(3):190-196.

［8］高俊.換個(gè)視角看地圖［J］.測(cè)繪通報(bào)，2009(1):1-5.

［9］陳述彭.從專題地圖到數(shù)字地球:20世紀(jì)我國(guó)地圖科技復(fù)興的一角［J］.測(cè)繪科學(xué)，2008，33(1):32-33.

On Surveying and Mapping Mode of Digital City

CHEN Xueye，PENG Zifeng

0494-0911(2011)03-0060-03

P208

B

2010-12-02

陳學(xué)業(yè)(1971—)，男，湖北孝感人，高級(jí)工程師，主要從事遙感及地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用、研究與開(kāi)發(fā)工作。