一體化測繪技術(shù)在城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新中的應(yīng)用

趙國慶

經(jīng)濟高速發(fā)展背景下，城市建設(shè)持續(xù)性推進，對基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)更新速度及模式提出新的挑戰(zhàn)。城市地理信息數(shù)據(jù)更新過程中，對數(shù)據(jù)要求較高，通過一體化測繪技術(shù)，進一步促進信息庫完善建設(shè)，為后續(xù)城市針對性規(guī)劃奠定良好的基礎(chǔ)。

一體化測繪技術(shù);城市基礎(chǔ)地理信息;數(shù)據(jù)更新;應(yīng)用

城市化建設(shè)過程中，其各項工作開展需各方面信息提供保證，城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)為核心構(gòu)成。采取行之有效的策略，可加快地理信息系統(tǒng)建設(shè)，促進城市又快又好發(fā)展，一體化測繪技術(shù)憑借自身優(yōu)勢，為基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)獲取提供便捷性，保證城市化建設(shè)穩(wěn)步前進。

根據(jù)通用含義分析，一體化原有內(nèi)涵為多個原有單一主體，通過特定方式匯集為一個整體過程，測繪地理信息行業(yè)，一體化呈現(xiàn)為多元化應(yīng)用，從現(xiàn)下視角可將其劃分為三類：一是整體宏觀層面大測繪理念，主要基于通訊和3S形成完善的空間信息科學，聯(lián)合應(yīng)用導(dǎo)航動態(tài)化定位和遙測等先進技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取智能化、自動化，并將此類信息動態(tài)化提供應(yīng)用者;二是立足中觀層面分析，測繪一體化管控具體而言，主要至地理信息實際應(yīng)用系統(tǒng)，全面實現(xiàn)信息收集、管控及處理;三是從精細化層面分析，一體化測繪技術(shù)為地理信息數(shù)據(jù)更新十分關(guān)鍵。一體化測繪技術(shù)種類繁多，呈現(xiàn)的特點不一，如地籍一體化測繪、國土資源采編調(diào)一體化等。測繪技術(shù)體系從初期模擬測繪體系開始，歷經(jīng)較長時間技術(shù)體系不斷建設(shè)和完善，該過程一體化測繪高速發(fā)展，成為測繪技術(shù)體系建設(shè)核心支撐，其歷經(jīng)多個階段：

（1）萌芽階段。上世紀80年代我國計算機進入高速發(fā)展，將其作為基礎(chǔ)逐步構(gòu)建完善的數(shù)字測繪體系，主流為小型機應(yīng)用，測繪相關(guān)人員主要研究解決數(shù)字成圖問題，如“DGJ”系統(tǒng)，初期實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理等全生命周期形成流程，是當時國內(nèi)領(lǐng)先測繪軟件，功能多元化，自動化水平較高等特征。該階段并未形成一體化概念，但系統(tǒng)性構(gòu)成趨于完善。硬件系統(tǒng)中包含多個測繪元件，為一體化測繪技術(shù)形成提供助力，屬于雛形形成時期。

（2）普及階段。國內(nèi)發(fā)展形成多種內(nèi)外業(yè)地形圖數(shù)字成圖系統(tǒng)，其中應(yīng)用普遍，保持周期較長除DGJ系統(tǒng)外，還包含EPS系統(tǒng)等。該過程中包含原有硬件設(shè)備，可支持全站儀等新型設(shè)備，不僅可從本質(zhì)解決內(nèi)外業(yè)勞動強度，而且從大幅度提高數(shù)字地圖實際精準度，為GIS反饋及時、高效空間數(shù)據(jù)信息。航測成圖方面包含兩種方式：一方面，對傳統(tǒng)光學儀器進行改造，將轉(zhuǎn)換裝置作為介質(zhì)實現(xiàn)機械運動有效轉(zhuǎn)化，促使其信息實現(xiàn)數(shù)字化，并將其與計算機進行銜接，可自行完成數(shù)字轉(zhuǎn)化圖形目標;另一方面，解析測圖儀誕生，其屬于一體化設(shè)計，可與計算機連接直接航測呈現(xiàn)圖像。

（3）成長階段。隨著普及階段不斷發(fā)展應(yīng)用成熟，逐步構(gòu)建數(shù)字測繪體系，該過程中計算機進入深層次發(fā)展階段，各類新型數(shù)字測繪圖系統(tǒng)相繼問世，此類系統(tǒng)擁有自主專用開發(fā)平臺，均憑借自身優(yōu)勢獲得大面積推廣，且與GIS系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)共享層面具有深層次開發(fā)，為基礎(chǔ)地理信息庫構(gòu)建奠定良好基礎(chǔ)。隨著攝影測量技術(shù)高速發(fā)展，逐步實現(xiàn)數(shù)字化攝影測量，形成全數(shù)字攝影測量。數(shù)字攝影測量實現(xiàn)從航攝資料處理全數(shù)字化，將原有資料掃描后，依托計算機完成數(shù)據(jù)處理。數(shù)字化航空適應(yīng)測量中誤差作為常見質(zhì)量通病，形成其因素較多，如控制點精度、系統(tǒng)誤差、人為誤差等，需在實際測量中控制于合理范圍內(nèi)，表1為航空攝影測量區(qū)域網(wǎng)連接點中誤差。

（4）成熟階段。21世紀后數(shù)字測繪技術(shù)體系建設(shè)完成，測繪地理信息產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)信息化測繪技術(shù)體系建設(shè)，其不再局限于單一化數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)輸入，而是逐步開發(fā)研究一體化采集、數(shù)據(jù)庫建立等操作。攝影測量領(lǐng)域，以法國公司為首推出像素工廠，實現(xiàn)采集和網(wǎng)格計算同步進行，可批量生產(chǎn)數(shù)字表面模型、真正射影像，形成復(fù)合型優(yōu)化系統(tǒng)。其表明攝影測量進入新工業(yè)化時代，隨后國內(nèi)外相繼出臺多個系統(tǒng)。

為從本質(zhì)發(fā)揮一體化測量技術(shù)優(yōu)勢，為城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新提供保證，需做好各方面工作，具備完善的前提條件，促使其應(yīng)用更具規(guī)范化、標準化。主要包含以下幾方面：首先，完善測繪體系。完善的測繪體系，為最大限度發(fā)揮一體化測繪技術(shù)優(yōu)勢價值提供保證，城市測繪部門需建立完善的測繪體系。其次，更新尺寸標準。不同尺度城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)具備測繪標準不一，為確保數(shù)據(jù)具有精準性，測繪人員應(yīng)從多方面制定測繪基準，為進一步提高數(shù)據(jù)可靠性。最后，營造良好的環(huán)境。智能化、數(shù)字化技術(shù)支撐下，我國城市逐步趨于智慧型城市發(fā)展，地理基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)更新中，應(yīng)用一體化測繪技術(shù)，是保證該工作質(zhì)量和效率重要舉措。圖1為一體化測繪技術(shù)應(yīng)用前提條件。

一體化測繪技術(shù)在城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新中應(yīng)用涉及多方面，為促使該項工作有序開展，提高地理信息數(shù)據(jù)更新工作水平，技術(shù)人員需將一體化測繪技術(shù)特征作為著力點，從多層次、多維度出發(fā)分析，高質(zhì)量完成城市地理信息數(shù)據(jù)更新工作，形成完整的數(shù)據(jù)更新體系，為后續(xù)城市精準規(guī)劃提供保障。一體化測繪技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾方面，需掌握其基本工作原理及特征，為保證地理信息數(shù)據(jù)更新高效性做以支撐。

內(nèi)外業(yè)一體化自身核心內(nèi)涵形成初期于野外地理信息采集過程中，測繪技術(shù)憑借自身多個特征優(yōu)勢，以及該系統(tǒng)在實踐應(yīng)用中發(fā)展成熟，內(nèi)外業(yè)一體化逐步是入住與地理信息數(shù)據(jù)更新中。由于該技術(shù)仍處于初期發(fā)展時期，外業(yè)數(shù)據(jù)采集、處理等設(shè)備自動化水平有待提升，將其用于地理信息更新中，無法呈現(xiàn)形象、直觀的圖形成果，一定程度約束信息采集數(shù)據(jù)客觀性，不利于城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新，（圖2）為一體化地籍測量裝置。如城市中心區(qū)域數(shù)據(jù)采集，該區(qū)域內(nèi)通常建筑物密度大，包含狀況復(fù)雜，若外業(yè)測繪工作缺位，難以獲取完整、高效的數(shù)據(jù)信息，過度以草圖為核心導(dǎo)向，進一步阻礙數(shù)據(jù)更新及時性及有效性。可有效解決該瓶頸，業(yè)內(nèi)大部分時間占據(jù)整個地籍測量時間，其基本作業(yè)流程為首先完成數(shù)字正攝像校正，數(shù)據(jù)源的收集工作，同時將其影像圖展開業(yè)內(nèi)分析處理，進行內(nèi)業(yè)檢查滯后隨后輸出相應(yīng)的工作底圖，將其用于外業(yè)調(diào)查中，測繪人員以初期設(shè)計草圖為導(dǎo)向，不具備外業(yè)測繪技術(shù)，可系統(tǒng)性助力測繪人員掌握測繪范圍內(nèi)實際狀況，保證測繪工作開展有效性。內(nèi)外業(yè)測量一體化核心數(shù)據(jù)為圖根平面、圖根高程，其中高程測量原理為：根據(jù)測站向被觀測目標點所測豎直角及其間的斜距S或水平距離D，以及量取儀器高、目標計算兩點實際高差h。其實際計算公式為：

1. 兩點實際距離超過300m，應(yīng)綜合性考量地球曲率和大氣垂直折光干擾，需對其數(shù)據(jù)進行調(diào)整，將其兩差改正為f=C+r，其中C為地球曲率改正，計算公式為C=D/R;r為大氣折光為-0.140D/2R;兩差改正f=0.43D/R。

隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展，電子平板野外測繪圖系統(tǒng)逐步發(fā)展，可動態(tài)化完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、成圖，且可將城市基礎(chǔ)地理信息呈現(xiàn)于屏幕上，并立足實際狀況，自行完成其中存在偏差數(shù)據(jù)修正調(diào)整，提高城市基礎(chǔ)信息采集內(nèi)外業(yè)一體化效率，加速信息更新周期，為城市良好發(fā)展做以指導(dǎo)。

圖庫一體化技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展，促使地理信息數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)多元化需求予以實現(xiàn)，正常狀況下信息數(shù)據(jù)采集過程中，人員需立足實際狀況綜合性考量各方面因素，從多維度優(yōu)化軟件系統(tǒng)，科學采集城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，將此類數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為與之匹配的圖像，并實時將其同步存儲在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。技術(shù)人員以相關(guān)標準為導(dǎo)向，合理化完成圖形數(shù)據(jù)信息分類整合，促使其形成完整的檔案，優(yōu)化升級GIS技術(shù)，進一步夯實數(shù)據(jù)庫，促使地理信息數(shù)據(jù)處理更具精準性、專項性。專業(yè)人員可將信息數(shù)據(jù)予以合理化轉(zhuǎn)化，并將其全面、及時傳輸至數(shù)據(jù)庫中，對其進行合理化整合，發(fā)揮GIS技術(shù)優(yōu)勢，保證滿足GIS服務(wù)需求，解決圖庫一體化存在瓶頸，為多元化信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換有效提供保障，提高信息數(shù)據(jù)精準性。圖庫一體化技術(shù)流程主要包含5大模塊，主要包含以下幾方面：（1）圖形信息化。主要將信息數(shù)據(jù)通過特定的格式，存儲于相關(guān)要素層面，將其視為圖形信息;實際測繪過程中部分具有復(fù)雜性地物目標，因人工編輯元素種類繁多，且其自身十分復(fù)雜，增加信息良好存儲難度，需采取相應(yīng)的措施將其進行有效處理，并為圖形信心轉(zhuǎn)化做以輔助。（2）信息數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換入庫。該過程中主要將圖形成果按照相關(guān)的標準、規(guī)程，呈現(xiàn)為相應(yīng)的信息存儲于數(shù)據(jù)庫中。（3）空間數(shù)據(jù)庫管控。利用有效的措施管控數(shù)據(jù)庫，并提供查詢、搜索等功能服務(wù)，該系統(tǒng)自身具備功能主要保良兩大類，即數(shù)據(jù)入庫、出庫。（4）數(shù)據(jù)出庫。應(yīng)根據(jù)應(yīng)用實際需求合理化完成數(shù)據(jù)處理加工，并根據(jù)需求相關(guān)格式予以輸出，保證數(shù)據(jù)出庫暢通化。（5）信息圖形化。

有效容數(shù)據(jù)庫中提取于制圖相關(guān)參數(shù)信息，基于其層面完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化。圖庫一體化解決以下幾方面問題：一是還原滿足國標圖式符號。制圖數(shù)據(jù)自身價值在于其可滿足我國相關(guān)規(guī)程，但建庫難度較大，圖庫一體化優(yōu)勢在于完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進入GIS數(shù)據(jù)庫，且不會對數(shù)據(jù)造成損傷，后續(xù)出庫之后可完成制圖初期形態(tài)。二是一套數(shù)據(jù)建庫。制圖數(shù)據(jù)聯(lián)合GIS數(shù)據(jù)信息，僅需依附于完整數(shù)據(jù)，便可高效完成數(shù)據(jù)庫構(gòu)建工作。應(yīng)最大限度應(yīng)發(fā)揮個軟件自身功能，如GIS等，進一步構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫可提供多元化服務(wù)功能。三是為自動縮編存儲必要編輯及符號信息。自動縮編特別是自動制圖綜合是需考量制圖信息，線下保存制圖信息作為著重考量問題，圖庫一體化可實現(xiàn)該目標。四是GIS數(shù)據(jù)動態(tài)化提取。線下作業(yè)方式為利用制圖數(shù)據(jù)完成GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，但難以保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換質(zhì)量。圖庫一體化數(shù)據(jù)庫中包含GIS數(shù)據(jù)，可動態(tài)化提取GIS數(shù)據(jù)。（圖3）為圖庫一體化技術(shù)流程簡圖。

初期采編一體化內(nèi)容缺乏明晰性，與地形圖數(shù)字化技術(shù)相似，其自身形成實際成效并不凸顯，伴隨測繪地理信息技術(shù)高速發(fā)展，城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫成為時代發(fā)展需求。基于上述發(fā)展背景下，測繪不僅可滿足成圖實際需求，而且可以保證構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，利用合理性技術(shù)完成數(shù)據(jù)庫建設(shè)全面性、精準性及實時性，采編一體化技術(shù)在此種背景下發(fā)展，（表2）為采編一體化定向精度要求。為有效滿足城市地理信息數(shù)據(jù)更新，吻合GIS相關(guān)要求，采編一體化軟件歷經(jīng)多個創(chuàng)新改革階段。采編一體化作用下，可有效轉(zhuǎn)變城市基礎(chǔ)地形呈現(xiàn)形態(tài)，具備完整的拓撲特征，吻合GIS技術(shù)需求，提高城市地理信息數(shù)據(jù)精準性。線下采編技術(shù)包含兩大類別，即初步采編一體化、基于GIS采編一體化。針對初步采編一體化，可促使地圖實現(xiàn)數(shù)字化，特別為電子平板野外測圖系統(tǒng)支撐下，該技術(shù)應(yīng)用有效性顯著提升，具體操作構(gòu)成中，相關(guān)人員不僅需開展選型工作，而且應(yīng)系統(tǒng)性分析一體化技術(shù)所具備的特征優(yōu)勢，選取合理的硬件基礎(chǔ)設(shè)施，制定完善的應(yīng)用方案，保證將該系統(tǒng)為基礎(chǔ)，高效、便捷完成地理信息數(shù)據(jù)更新任務(wù)目標。基于GIS采編一體化模式，主要以GIS技術(shù)為和弦導(dǎo)向，可實現(xiàn)多用戶進行系統(tǒng)操作，應(yīng)用于大城市地理信息數(shù)據(jù)更新成效較佳，具體實踐過程中，對人員專業(yè)素養(yǎng)要求較高，構(gòu)建完善的信息共享平臺，保證采編一體化技術(shù)高效應(yīng)用于城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新中。

從客觀層面進行分析，構(gòu)建一體化測繪技術(shù)十分復(fù)雜，受外界多個因素影響，全生命過程通過網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)易產(chǎn)生各類問題，需開展集群分布式并行計算，從源頭消除原有城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)模式瓶頸。應(yīng)用一體化測繪技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度轉(zhuǎn)換為集群計算，短周期內(nèi)完成海量數(shù)據(jù)處理，提高工作效率，保證城市地理信息數(shù)據(jù)處理更具自動化、網(wǎng)絡(luò)化。上述目標實現(xiàn)，吻合新時代城市建設(shè)發(fā)展中多樣化用戶需求，以及測繪技術(shù)基本要求，科學處理城市基礎(chǔ)地理信息，提高其整體處理水平。PF誕生之后對測繪地理信息數(shù)據(jù)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式產(chǎn)生較大沖擊，尤其針對DOM、DSM生產(chǎn)，其生產(chǎn)流程和技術(shù)層面變化較小，核心變更體現(xiàn)在計算方式、資源調(diào)度等方面，其生產(chǎn)效率提升包含三大方面：一是自動化。多模型、不同分辨率影像自行匹配，處理過程自動化，減少人為干預(yù)產(chǎn)生的影響;二是高效化。利用集群計算策略，實現(xiàn)人機交互編輯，處理效率大幅度提高;三是智能化。基于多元化用戶實際需求，完成數(shù)據(jù)精準性生產(chǎn)，基于完善的處理流程控制下，保證多個環(huán)節(jié)實現(xiàn)動態(tài)化、智能化連接，有助于任務(wù)目標高效完成。

以城市測繪為基礎(chǔ)不斷促進發(fā)展，地理信息逐年遞增，為城市化進程步伐加快提供支撐，實現(xiàn)智能化、數(shù)字化城市建設(shè)目標。城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新中，專業(yè)人員需積極掌握一體化測繪基本要求，明確測繪作用下信息動態(tài)化變更特征，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建完善地理測繪體系。實際采集數(shù)據(jù)過程中，技術(shù)人員可形象、直觀掌握與之匹配的地形特征，若測繪范圍內(nèi)人口密度較大，屬于城市發(fā)展較為迅速區(qū)域，需遵循實事求是原則，繪制合理化草圖。數(shù)據(jù)信息更新效率進一步提高，草圖繪制逐步趨于精細化，該項工作實施難度增大，應(yīng)充分應(yīng)用采集技術(shù)，不斷對其優(yōu)化，掌握測繪實際內(nèi)容及特征，把握相關(guān)規(guī)律，吻合城市地理信息系統(tǒng)建設(shè)要求，充分應(yīng)用一體化綜合測繪，綜合性掌握城市多方面狀況，合理化促進城市建設(shè)發(fā)展目標，保證城市建設(shè)逐步趨于智能化、現(xiàn)代化。一體化測繪技術(shù)實際應(yīng)用中，需最大限度應(yīng)用各類先進技術(shù)，分析城市發(fā)展中各類因素，構(gòu)建完善的基礎(chǔ)地理信息平臺，做好數(shù)據(jù)信息采集、分析及管理，促進城市又快又好發(fā)展。

市場經(jīng)濟高速發(fā)展下，城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新涉及范圍廣，專業(yè)人員需從多維度優(yōu)化應(yīng)用一體化測繪技術(shù)，充分發(fā)揮各技術(shù)優(yōu)勢，將城市測繪落于實處，動態(tài)化更新地理信息數(shù)據(jù)，并保證數(shù)據(jù)信息精準性，促進城市建設(shè)良好發(fā)展。

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Application of Integrated Surveying and Mapping Technology in the Update of Urban Basic Geographic Information Data

（Jiangsu Xinya Survey and Design Co.， Ltd.， Suzhou Jiangsu? 215000）

Under the background of rapid economic development， the continuous advancement of urban construction poses new challenges to the speed and mode of updating basic information data. In the process of updating urban geographic information data， there is a high demand for data. Through integrated surveying and mapping technology， the perfect construction of information database will be further promoted， which will lay a good foundation for the follow-up urban targeted planning.

Integrated surveying and mapping technology; urban basic geographic information; data update; application