上海市地理國情普查和監(jiān)測工作的技術(shù)特點(diǎn)

錢曉敏

(上海市測繪院,上海 200063)

上海市地理國情普查和監(jiān)測工作的技術(shù)特點(diǎn)

錢曉敏?

(上海市測繪院,上海 200063)

結(jié)合正在開展的上海市地理國情普查和監(jiān)測工作實(shí)際,重點(diǎn)分析了上海市地理國情普查和監(jiān)測工作的幾個技術(shù)特點(diǎn)。根據(jù)上海城市建筑物密度大、人口多、土地資源緊缺等區(qū)域特色,闡述了上海城市專題分析的內(nèi)容。然后以嘉定區(qū)為例,介紹了上海市地理國情普查的試點(diǎn)情況,展示了嘉定區(qū)地理國情普查成果中各類人文要素和建筑物的空間分布狀況及特征。結(jié)果驗(yàn)證了技術(shù)方案的可行性。

地理國情;技術(shù)特點(diǎn);專題數(shù)據(jù);普查試點(diǎn)

1 引 言

測繪信息化的發(fā)展正在進(jìn)入一場變革時代,以地理國情監(jiān)測為引導(dǎo)的測繪信息化是提高測繪服務(wù)能力和服務(wù)水平的要求。地理國情監(jiān)測,就是要充分利用先進(jìn)的測繪技術(shù)優(yōu)勢和資源優(yōu)勢,對地理國情進(jìn)行動態(tài)的信息化測繪、統(tǒng)計和分析研究,及時為各級政府、企業(yè)和社會公眾等提供地理國情信息服務(wù),以提高科學(xué)決策、科學(xué)發(fā)展的水平和能力。地理國情監(jiān)測屬于國家基礎(chǔ)測繪地理信息工作的重要組成部分,是基礎(chǔ)測繪工作向測繪地理信息化的深化和外延的拓展,也是現(xiàn)階段技術(shù)發(fā)展潮流下測繪工作的戰(zhàn)略方向和趨勢。

上海市地理國情普查和監(jiān)測是上海市政府與國家測繪地理信息局簽訂的“共建上海智慧城市地理空間框架”的重要內(nèi)容。上海市政府于2013年7月下發(fā)了《上海市人民政府關(guān)于本市開展第一次地理國情普查和監(jiān)測的通知》,決定在2013年～2015年間開展上海市的第一次地理國情普查和監(jiān)測工作。

2 上海市地理國情普查和監(jiān)測的技術(shù)特點(diǎn)

根據(jù)上海自身的條件,在完成黃浦區(qū)和嘉定區(qū)的地理國情普查試點(diǎn)工作之后,上海市的地理國情普查和監(jiān)測工作在具體實(shí)施的過程中呈現(xiàn)以下幾個技術(shù)特點(diǎn):

2.1 以翔實(shí)的地理信息資源為基礎(chǔ)

長期以來,上海市逐步積累了既有地上又有地下、既有線劃又有影像,既有二維又有三維、既有歷史又有現(xiàn)狀的多維、多源、多分辨率的空間地理信息資源,其中與地理國情相關(guān)性最緊密的便是數(shù)字線劃圖(DLG)數(shù)據(jù)和航空數(shù)字正射影像(DOM)數(shù)據(jù)。

上海的數(shù)字線劃圖數(shù)據(jù)分為1∶500、1∶1 000和1∶2 000三個基本比例尺。其中1∶500比例尺約為10 512幅、1∶1 000比例尺約為13 248幅、1∶2 000比例尺約5 949幅。三個基本比例尺的DLG數(shù)據(jù)庫在2010年實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的管理,目前更新周期嚴(yán)格按照“0512”進(jìn)行,即1∶500比例尺范圍每年更新兩次,1∶1 000比例尺范圍每年更新一次,1∶2 000比例尺范圍每兩年實(shí)現(xiàn)一次全面更新。上海的航空數(shù)字正射影像最早開始于1948年,覆蓋范圍為中心城區(qū),隨后逐步擴(kuò)展到市郊,2003年實(shí)現(xiàn)全市域的DOM覆蓋。其分辨率也逐步提高到目前的0.1 m,目前更新周期為1年。

如此翔實(shí)、現(xiàn)勢的地理信息資源為上海市地理國情普查和監(jiān)測工作的開展奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。為此,按照地理國情普查內(nèi)容要求,上海市地理國情普查和監(jiān)測工作確定了“先內(nèi)后外”的技術(shù)路線。即:針對不同地理要素的特點(diǎn),采用多種來源的信息資源輔助進(jìn)行地表覆蓋與地理要素分類采集、外業(yè)調(diào)查與核查及遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)采集等多種手段和方法獲取信息,運(yùn)用高新技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備,內(nèi)外業(yè)結(jié)合,進(jìn)行普查和建庫,搭建地理信息普查與監(jiān)測平臺,開展地理國情信息統(tǒng)計分析,通過相關(guān)技術(shù)體系的建設(shè),實(shí)現(xiàn)上海市地理國情普查與監(jiān)測成果的建庫、發(fā)布和應(yīng)用,進(jìn)而完成上海市域范圍內(nèi)的地理國情普查任務(wù)。

2.2 以先進(jìn)的相關(guān)技術(shù)儲備為依托

從國家層面來看,上海市地理國情普查和監(jiān)測充分采用利用我國的資源三號、天繪系列和高分一號等遙感衛(wèi)星所獲取的數(shù)據(jù);從上海層面來看,隨著測繪相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展,上海研究或應(yīng)用了許多與地理國情相關(guān)的先進(jìn)技術(shù),進(jìn)行了充分的技術(shù)儲備。主要包括上海市地理信息公共服務(wù)平臺相關(guān)技術(shù)、DEM上海地區(qū)DEM的快速生產(chǎn)和質(zhì)量控制方法、CORS與大地水準(zhǔn)面精化以及上海平面坐標(biāo)系統(tǒng)與國家CGCS2000坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系的建立等。這些技術(shù)儲備為上海市地理國情普查和監(jiān)測提供了強(qiáng)有力的支撐。

上海市GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(SHCORS)于2005年建成,基于網(wǎng)絡(luò)提供RTCM3.0、RTCM2.3、CMR格式的差分?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù),平面RTK精度達(dá)3 cm,高程RTK精度可達(dá)5 cm。2012年,SHCORS系統(tǒng)又完成了從GPS單星到兼容GPS、GLONASS和北斗在內(nèi)的多星改造,形成了在遮擋比較嚴(yán)重的主城區(qū)實(shí)現(xiàn)多星站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋,同時結(jié)合上海市似大地水準(zhǔn)面精化成果可實(shí)現(xiàn)全上海市域的大地高到1985國家高程基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換,其轉(zhuǎn)換精度完全滿足上海市地理國情普查和監(jiān)測的精度要求。此外,國家測繪局于2007年發(fā)布了新的國家CGCS2000坐標(biāo)系統(tǒng),社會各行業(yè)對基于CGCS2000坐標(biāo)系統(tǒng)的地理信息需求日益廣泛,依據(jù)《國際實(shí)施方案》的要求,地理國情普查和監(jiān)測的坐標(biāo)框架必須為國家CGCS2000坐標(biāo)系統(tǒng)。上海自上世紀(jì)50年代便建立了相對獨(dú)立的上海平面坐標(biāo)系統(tǒng),并應(yīng)用與上海各行各業(yè)。因此建立上海平面坐標(biāo)系統(tǒng)與國家CGCS2000坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系尤為重要。2012年,上海對大地控制網(wǎng)重新進(jìn)行了解算,獲得了各個坐標(biāo)框架下的高精度三維坐標(biāo),經(jīng)過理論驗(yàn)證,最終采用空間七參數(shù)模型建立了上海平面坐標(biāo)系統(tǒng)與國家CGCS2000坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。可以說SHCORS系統(tǒng)與上海市似大地水準(zhǔn)面精化成果的結(jié)合以及上海平面坐標(biāo)系統(tǒng)與國家CGCS2000系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系為上海市地理國情普查和監(jiān)測工作提供了全天后的高精度位置基準(zhǔn)。

同時,結(jié)合上海市地理信息公共服務(wù)平臺的建設(shè),在二維矢量地理信息的建設(shè)上提出面向?qū)ο蟮纳a(chǎn)和采集管理概念,把原來按照1∶500、1∶1 000、1∶2 000比例尺建設(shè)的基礎(chǔ)地形庫合三為一,成為真正意義上的地理數(shù)據(jù)庫。地理數(shù)據(jù)庫的地理要素分類標(biāo)準(zhǔn)充分結(jié)合當(dāng)前社會應(yīng)用的需求,增加了道路面、街坊面等多類適合目前上海城市發(fā)展研究需求的GIS要素。在影像資源上面,整理了上海市測繪院的歷年來的影像資料,對2006年以前用膠片拍攝的航片進(jìn)行數(shù)字化掃描以及再定位等處理,形成了多年代,多像種的影像發(fā)布體系。三維地理信息作為一種新的地理信息資源在本項(xiàng)目建設(shè)過程中開展了全面的研究,形成了符合上海城市特點(diǎn)的三維地理信息發(fā)布體系,形成白模型、標(biāo)準(zhǔn)模型、精細(xì)模型和超精細(xì)模型等針對不同應(yīng)用領(lǐng)域的模型數(shù)據(jù)的管理。除此之外,對一些專項(xiàng)數(shù)據(jù)也進(jìn)行了全面的整理,收錄了8 000多條道路、9 000余個住宅新村、830多條公交線路、150萬余條門牌號碼以及醫(yī)院、賓館、超市、銀行等便民信息。

另外,還有諸如《地理信息服務(wù)在不可移動文物管理的探索與應(yīng)用研究》、《多尺度城市大比例尺矢量基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫及自動縮編研究與建設(shè)》、《基于DSM的土地利用變化監(jiān)測研究》等科研項(xiàng)目的實(shí)施,為上海市地理國情普查和監(jiān)測工作儲備了相當(dāng)量的研究成果和技術(shù)人員。

2.3 城市專題分析

上海具有建筑密度大、人口多、土地資源少等特點(diǎn),尤其是隨著“創(chuàng)新驅(qū)動、轉(zhuǎn)型發(fā)展”的深入實(shí)施,對決策科學(xué)化和管理精細(xì)化提出了更高的要求。全面摸清地理市情“家底”,可以為上海市委市政府科學(xué)制定發(fā)展戰(zhàn)略,更好地統(tǒng)籌城市發(fā)展與資源、環(huán)境的關(guān)系,進(jìn)一步優(yōu)化資源配置和空間布局提供支撐。因此,上海市普查和監(jiān)測工作將緊密結(jié)合相關(guān)政府管理部門對重要地理市情信息的需求,根據(jù)上海城市地區(qū)的特色,增加了城市建筑形態(tài)、城市公共交通分布、城市防汛安全設(shè)施、社會老年服務(wù)設(shè)施、城市綠地和綠化覆蓋率、古樹名木分布、優(yōu)秀歷史文化保護(hù)、長江口沙洲形態(tài)、水運(yùn)配套設(shè)施、產(chǎn)業(yè)區(qū)建設(shè)動態(tài)等相關(guān)內(nèi)容,以全面反映城市人文要素的分布狀況。部分專題數(shù)據(jù)收集情況如表1所示。

上海城市專題數(shù)據(jù)收集情況匯總 表1

例如:社會老年服務(wù)設(shè)施。上海市地理國情普查和監(jiān)測將收集全市的醫(yī)院、社區(qū)事務(wù)受理服務(wù)中心、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心、社會文化活動中心、老年大學(xué)、福利院(養(yǎng)老院)、墓地等機(jī)構(gòu)的情況。通過相關(guān)部門的資料采集和基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫中相關(guān)內(nèi)容的提取,并在實(shí)地調(diào)查核實(shí)后,確認(rèn)機(jī)構(gòu)的位置、服務(wù)內(nèi)容、服務(wù)規(guī)模、服務(wù)能力等信息,結(jié)合人口信息,分析區(qū)域內(nèi)民生保障的覆蓋度和各機(jī)構(gòu)的輻射面,為各級政府完善保障服務(wù)設(shè)施提供決策基礎(chǔ)。

各類專題數(shù)據(jù)與地理要素的融合,客觀、準(zhǔn)確地反映了上海的地理國情信息,為摸清資源、生態(tài)、環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會等要素在地理空間上相互作用、相互影響的關(guān)系,準(zhǔn)確掌握資源環(huán)境的承載能力和發(fā)展?jié)摿?有效估測各種風(fēng)險的評估,從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策、精細(xì)化管理,為市委市政府科學(xué)制定發(fā)展戰(zhàn)略、更好地統(tǒng)籌城市發(fā)展與資源、環(huán)境的關(guān)系,進(jìn)一步優(yōu)化資源配置和空間布局提供支撐,同時也充分體現(xiàn)出上海地理國情普查和監(jiān)測的特色。

3 普查試點(diǎn)情況

為摸清上海適用于國情普查的資料來源與基本情況,建立適合上海實(shí)施國情普查工作內(nèi)容、生產(chǎn)方案與技術(shù)路線,培養(yǎng)一支熟悉地理國情普查要求的專業(yè)隊伍,積累上海市國情普查的試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),為正式普查工作的展開作準(zhǔn)備。2013年3月～2013年7月開展了上海市地理國情普查工作的試點(diǎn)。

試點(diǎn)選擇了具有代表性中心城區(qū)黃浦區(qū)和郊區(qū)嘉定區(qū),面積分別為20.5 km2和463.28 km2,占全市面積的7.2%。試點(diǎn)工作包括資料收集分析、試點(diǎn)方案的編寫、人員的培訓(xùn)等。以嘉定區(qū)為例,位于上海市西北部,是上海國際汽車城所在地東與寶山、普陀2區(qū)接壤;西與江蘇省昆山市毗連;南襟吳淞江,與閔行、長寧、青浦3區(qū)相望;北依瀏河,與江蘇省太倉市為鄰區(qū)域面積463.28 km2,轄3個街道,7個鎮(zhèn),1個市級工業(yè)區(qū),1個街道,135個居委會,147個村委會。

3.1 嘉定區(qū)地理國情要素

嘉定區(qū)地理國情要素如圖2所示:

3.2 嘉定區(qū)建筑物形態(tài)

對城市建筑物形態(tài)的普查和監(jiān)測是城市專題分析內(nèi)容之一。根據(jù)高低密度多層及以上房屋、高低密度低矮房屋、多層及低矮獨(dú)立房屋建筑等圖斑數(shù),詳細(xì)表示上海市域內(nèi)每棟房屋建筑物范圍、高度、分布規(guī)律,通過每年房屋建筑物變化監(jiān)測,詳細(xì)反映上海舊區(qū)改造、新城鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展情況,真實(shí)記錄城市建設(shè)形態(tài)發(fā)展,如圖2所示。

圖1 嘉定區(qū)地理國情要素

圖2 嘉定區(qū)建筑物形態(tài)

經(jīng)過4個多月的努力,順利完成試點(diǎn)要求的基礎(chǔ)資料收集、地表覆蓋與地理國情要素數(shù)據(jù)采集、普查工作底圖的制作、外業(yè)調(diào)繪核查、遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)編輯與整理、基本統(tǒng)計等內(nèi)容,初步查清了試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)地形地貌、植被覆蓋、水域、裸露地、居民地與設(shè)施、交通網(wǎng)絡(luò)、地理單元共7大類地理要素的類別、范圍、位置、空間分布等屬性,達(dá)到了普查試點(diǎn)的預(yù)期目標(biāo)。

4 總 結(jié)

上海市地理國情普查和監(jiān)測,既是全國地理國情普查和監(jiān)測工作的組成部分,更將對推動本市創(chuàng)新轉(zhuǎn)型起到重要的支撐保障作用。上海市地理國情普查和監(jiān)測工作充分考慮了上海自身的因素,并呈現(xiàn)出三大技術(shù)特點(diǎn)。通過選擇具有代表性的黃浦區(qū)和嘉定區(qū)作為試點(diǎn),驗(yàn)證了技術(shù)方案的可行性。高質(zhì)量地完成本次地理國情普查,將為今后深入開展地理國情監(jiān)測,深化地理信息共享、集成和利用奠定基礎(chǔ)。

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Technical Characteristics of the Geographical Conditions Census and Monitoring Work in Shanghai

Qian Xiaomin
(Shanghai Municipal Institute of Surveying and Mapping,Shanghai 200063,China)

This paper,considering the actual work of geographic conditions census and monitoring in Shanghai,focus on analyzes several technical characteristics of the geographical conditions census and monitoring work in Shanghai.According to the area characteristics of Shanghai city,such as high building density,large population,land resources shortage and so on,elaborates the content of Shanghai City thematic analysis.Then takes JiaDing District as an example,introduces the pilot project situation of geographic conditions census and monitoring in Shanghai.Shows the spatial distribution conditions and characteristics of the human elements and buildings in Jiading District.Result verifys the feasibility of technical solutions.

geographic conditions;technical features;thematic data;census pilot

1672-8262(2014)06-51-04

P208.1

A

2014—05—12

錢曉敏(1968—),女,工程師,工程測量與地理信息應(yīng)用研究。