基礎(chǔ)地形圖更新技術(shù)研究

李國祥

（泰州市測繪院，江蘇 泰州 225300）

自1996年成立地級泰州市以來，城市發(fā)展非常迅速，而隨著數(shù)字泰州的建設(shè)，城市信息化建設(shè)對基礎(chǔ)地理信息的需求愈來愈迫切，基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品的時(shí)效性滯后于城市發(fā)展變化的矛盾日益突出，這些矛盾如果不能較好的解決，勢必影響基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的多元化和現(xiàn)勢性，制約著基礎(chǔ)地理信息的應(yīng)用領(lǐng)域和拓展空間，阻礙城市信息化建設(shè)的步伐。泰州市測繪院作為泰州市規(guī)劃局下屬單位，承擔(dān)著為城市規(guī)劃和建設(shè)提供測繪保障，為規(guī)劃地理信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行維護(hù)和更新的職責(zé)，因而對基本比例尺地形圖的動態(tài)維護(hù)和更新非常重要。

1 泰州市規(guī)劃信息系統(tǒng)基礎(chǔ)地形圖基本現(xiàn)狀

現(xiàn)有基礎(chǔ)地形圖是泰州市測繪院在2008年數(shù)據(jù)入庫時(shí)進(jìn)行全面修、補(bǔ)測，經(jīng)數(shù)據(jù)整合后形成的，采用的底圖為泰州市測繪院自有的1∶500地形圖和泰州市國土局提供的2006版1∶1000航測圖，面積440km2。隨蘇陳、罡楊等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的劃入，泰州市測繪院組織實(shí)施了上述區(qū)域的全野外數(shù)據(jù)采集，成圖面積60km2左右。基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)庫的建立，有力地保障了城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、規(guī)劃編制、規(guī)劃業(yè)務(wù)審批、城市建設(shè)等工作的進(jìn)行。但近幾年來，城市建設(shè)步伐加快，中國醫(yī)藥城崛起，寧啟鐵路復(fù)線改造，泰州大橋、啟揚(yáng)高速相繼建成，社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致了地形地貌的巨大變化，使地形圖失去了應(yīng)用的現(xiàn)勢性。與此同時(shí)，原有的地形圖更新方法和步驟，已跟不上地形圖的變化，急待研究制定更新的技術(shù)和制度以滿足規(guī)劃信息化建設(shè)和應(yīng)用的需求。為此，泰州市規(guī)劃局制定了地形圖更新計(jì)劃，委托泰州市測繪院組織實(shí)施，以基礎(chǔ)地形圖更新為例，進(jìn)行更新技術(shù)的探討。

2 更新的技術(shù)要求和流程

2.1 執(zhí)行技術(shù)規(guī)范

GB/T 14268-2008《國家基本比例尺地形圖更新規(guī)范》和CJJ/T8-2011《城市測量規(guī)范》。

2.2 技術(shù)要求

（1）修測后地物與鄰近原有地物的間距誤差不得超過圖上±0.4mm。修測后的地物不應(yīng)作為修測新地物的依據(jù)。

（2）測站點(diǎn)相對鄰近圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不得大于圖上0.3mm。

（3）圖上地物點(diǎn)相對于鄰近圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不得大于圖上0.5mm。

（4）高程注記點(diǎn)相對于鄰近圖根點(diǎn)的高程中誤差不得大于±0.15m。

（5）消失的地形要素應(yīng)予以刪除。

（6）更新時(shí)如發(fā)現(xiàn)原數(shù)據(jù)庫中已有的地形要素代碼、屬性、注記、分層等有明顯錯誤，應(yīng)進(jìn)行更新。

2.3 更新技術(shù)流程（見圖1）

圖1 更新流程圖

3 更新方案的確定

通?；A(chǔ)地形圖更新分為動態(tài)更新和定期更新兩種方案。

3.1 動態(tài)更新

主要是指重要的要素變化后能得到及時(shí)更新。當(dāng)原圖內(nèi)某種重要地物發(fā)生變化或用圖部門需要時(shí)，一般采用動態(tài)更新[1]。例如：泰州市城郊的蘇陳鎮(zhèn)和罡楊鎮(zhèn)區(qū)域范圍內(nèi)的地形圖沒有全部進(jìn)行詳細(xì)更新，只是對規(guī)劃中的泰鎮(zhèn)路，陽光大道所經(jīng)過的區(qū)域地形圖進(jìn)行了及時(shí)更新，這樣能及時(shí)滿足規(guī)劃部門的需求。

3.2 定期更新

主要針對變化慢且不明顯的自然要素變化后能在一定周期內(nèi)得到更新。地形圖定期更新的周期應(yīng)根據(jù)比例尺、地物變化情況或經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況以及地形要素的重要性等因素確定。根據(jù)泰州市城建的速度、地形地貌的變化情況，泰州市規(guī)劃局制定的地形圖更新計(jì)劃確定更新周期為三年。

更新方案的確定并沒有嚴(yán)格的界限，結(jié)合基礎(chǔ)地形圖的現(xiàn)勢性，城市建設(shè)的優(yōu)先區(qū)域，以及竣工測量資料整合應(yīng)用等具體情況?；A(chǔ)地形圖更新還應(yīng)依據(jù)人力、物力、長遠(yuǎn)與短期規(guī)劃相結(jié)合的原則，確定具體的更新方案。通常，在實(shí)際工作中采用以下兩種方案作為基礎(chǔ)地形圖更新方案的補(bǔ)充。

（1）重點(diǎn)更新。對主城規(guī)劃區(qū)的重點(diǎn)、熱點(diǎn)地區(qū)定期巡視對照，進(jìn)行重點(diǎn)修測。采用的方法主要為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測圖技術(shù)。此次更新，主要對泰州市的海陵區(qū)、高港區(qū)主城區(qū)中的近期規(guī)劃用圖進(jìn)行了巡視對照和重點(diǎn)更新。例如：對高新醫(yī)藥區(qū)約30平方公里的區(qū)域地形圖進(jìn)行了重點(diǎn)修、補(bǔ)測。修、補(bǔ)測的技術(shù)要求必須按基本圖的規(guī)定進(jìn)行。

（2）實(shí)時(shí)更新。建立建設(shè)項(xiàng)目竣工測量制度和測繪工作資料匯交制度，整合大比例尺工程圖件。所有任務(wù)實(shí)行“分片包干、責(zé)任到人”。此次更新，將最近幾年所測繪的竣工工程項(xiàng)目圖和一些質(zhì)量等級高的工測圖進(jìn)行了匯總。由信息中心進(jìn)行整合，把整合好的竣工圖和工測圖全部粘貼到待更新的工作底圖上。這樣既減少了工作量，又提高了更新的速度。

4 更新方法的確定

地形圖更新方法依據(jù)地形要素變化情況而定，變化情況以地形要素變化率做參考。其計(jì)算方法參見《國家基本比例尺地形圖更新規(guī)范》或根據(jù)用圖部門的要求而定。更新方法一般分為重測、修測和修編。所謂重測就是對全部的地形要素進(jìn)行測繪。所謂修測就是對部分地物要素和相應(yīng)變化了的地貌要素進(jìn)行實(shí)測修正。所謂修編就是依據(jù)最新的地形圖和現(xiàn)勢資料編繪地形圖或補(bǔ)充修正原圖的部分地物要素。

4.1 重測更新

4.1.1 出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，需重測更新[2]

（1）原圖內(nèi)的地物要素變化率超過40%；

（2）原圖采用修測或修編更新方法更新3次；

（3）原圖精度達(dá)不到現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的精度要求。

4.1.2 重測的方法

（1）外業(yè)實(shí)測法：通過全野外數(shù)據(jù)采集獲取地形點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，如新劃入鄉(xiāng)鎮(zhèn)蘇陳鎮(zhèn)、罡楊鎮(zhèn)等地塊，以及藥城大道、長江大道、泰州大道、泰州大橋及連接線等。

（2）攝影測量法：用圖部門需要雖然未達(dá)到40%的變化率，但由于面積較大，宜采用此法，采用航空攝影測量方法與外業(yè)調(diào)繪的作業(yè)方法獲取地形點(diǎn)的坐標(biāo)和高度。如2013年泰州市高港區(qū)政府為規(guī)劃編制需要120km2的現(xiàn)勢地形圖，采用常規(guī)的更新方法時(shí)間上滿足不了甲方的要求，泰州市測繪院與有關(guān)單位合作采用本方法，滿足了甲方需要的同時(shí)，更新了本區(qū)域的地形圖。

（3）無人機(jī)航測：隨著無人機(jī)航測技術(shù)的成熟，對于小面積地塊的地形圖更新，采用本辦法可節(jié)省人工，縮短成圖周期，提高成圖精度，已廣泛應(yīng)用。如泰州地形圖更新計(jì)劃中的寧啟鐵路與啟揚(yáng)高速之間，由于人工采集有安全隱患，擬采用無人機(jī)航測。

4.2 修測更新

4.2.1 出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，宜進(jìn)行修測更新

（1）地物變化率超過10%，但不超過40%；

（2）原圖內(nèi)某種重要地物位置發(fā)生變化；

（3）修測中發(fā)現(xiàn)原圖上有明顯錯誤（即超過2√2倍中誤差的粗差）的地物、地貌應(yīng)予以更新。4.2.2 修測的方法

根據(jù)地形、地物的變化情況，可采用下列方法對原有數(shù)字地形圖進(jìn)行更新[3]。

（1）零星分散：可根據(jù)原有數(shù)字地形圖上明顯的地物特征點(diǎn)，如房角，點(diǎn)狀地物等（至少應(yīng)取3個(gè)特征點(diǎn)）采用傳統(tǒng)皮尺或手持測距儀量距，通過后方交會的方法，實(shí)施修補(bǔ)測。

（2）成片：遇成片修測時(shí)，選擇原有的高等級控制點(diǎn)，采用RTK布設(shè)局部地域圖根控制點(diǎn)，并對原有圖根控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，以檢驗(yàn)控制點(diǎn)精度，如精度達(dá)到規(guī)范要求，則采用全站儀實(shí)地采集數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ)測，

4.3 修編更新

制與竣工測量動態(tài)更新互為補(bǔ)充的方法，使基礎(chǔ)地形圖的現(xiàn)勢性與完整性得到更有力的保證。2011年10月，“數(shù)字泰州”地理空間框架建設(shè)項(xiàng)目通過了國家測繪局專家的評審驗(yàn)收，泰州市成為全省首個(gè)數(shù)字城市?！皵?shù)字泰州”的建立對于構(gòu)建數(shù)字中國地理空間框架，提升測繪保障服務(wù)能力，推動泰州經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極其深遠(yuǎn)的意義。在“數(shù)字泰州”地理空間框架內(nèi)，規(guī)劃地理信息綜合系統(tǒng)的運(yùn)用，對泰州城市基本地形圖的現(xiàn)勢性和準(zhǔn)確性提出了更高的要求，也對泰州測繪人的工作提出了更高的要求。隨著GPS、GIS技術(shù)應(yīng)用的逐步深入，地形圖更新技術(shù)會更加成熟，周期會逐步縮短，數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性會保持在很短的時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)地形圖數(shù)據(jù)的同步更新，及時(shí)滿足城市發(fā)展的需求。

（1）原圖所依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如分類代碼或地形圖圖式發(fā)生變化[4]；

（2）原圖內(nèi)地物要素屬性發(fā)生變化；

（3）已有現(xiàn)勢性強(qiáng)的較大比例尺地形圖。

5 結(jié)語

如何實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地形圖的更新與維護(hù)，是城市測繪部門長期面臨的現(xiàn)實(shí)問題，本文根據(jù)作者長期從事基礎(chǔ)地形圖更新的工作經(jīng)驗(yàn)分析了基礎(chǔ)地形圖更新的意義，提出了基礎(chǔ)地形圖更新的方案與技術(shù)方法。初步探索了建立基礎(chǔ)地形圖更新機(jī)

[1]祝國瑞.地圖學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2004.

[2]楊德麟.大比例尺數(shù)字測圖的原理方法與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，1997.

[3]CJJ/T8-2011，城市測量規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[4]GB/T 14268-2008，國家基本比例尺地形圖更新規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.