淺析“3S”技術原理及其在漳州城市規劃測量中的應用展望

蔡少淼

(漳州市測繪設計研究院,福建 漳州 363000 )

1 前言

隨著社會經濟的持續快速發展和城市化(urbanization)腳步的快速邁進,城市規劃技術水平也不斷隨著城市化進程而發展。隨著計算機技術以及空間定位技術的發展,測繪學取得前所未有的大跨躍發展,傳統的大地測量現在已經逐步向空間大地測量轉變,常規的測量方式也逐步向空間定位以及衛星定位方向發展；隨著全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)和遙感技術(RS)的不斷創新和迅速發展,已經能夠為我們在城市規劃測量中提供新的信息和方法,并在我們城市規劃測量工作中提高工作效率、改變工作模式、更新技術手段等方面起著舉足輕重的作用,為實現城市規劃可持續性發展提供了可能。所有這些都使得“3S”技術在現代城市規劃測量中得到了越來越多的應用,成為城市規劃測量中不可缺少的重要技術和手段。

2 “3S”技術和城市規劃測量的簡介

2.1 GPS、GIS、RS的基本概念

GPS(全球定位系統)是美軍自上世紀70年代初期開始研制的衛星導航和定位系統。它是1種同時接收來自多個衛星的電波信號,以衛星為基準求出接收點位置的技術,具有定位精度高、觀測時間短、操作簡便、全天候作業等特點。GPS由于定位的高度靈活性和具有常規測量無法比擬的高精度,不僅可以用于測量、導航,還可用于測速、測時等,提供野外基礎測繪的控制數據, 在大地測量和工程測量中,GPS全球定位系統的發展越來越得到廣泛應用。

GIS(地理信息系統)是在計算機軟件和硬件支持下,將空間數據等以一定格式輸入、存儲、檢索、顯示、輸出、更新和綜合分析應用的系統,具有標準化、數字化和多維結構等基本特點,是綜合處理與分析多源時空數據的理想平臺,能為現代城市規劃測量和管理的現代化提供強大的技術支持。

RS(遙感技術)是一門建立在空間、技術、光學、信息論以及地球科學基礎上的綜合性技術,利用飛機、衛星等空間平臺上的傳感器,從空中遠距離對地面進行觀測,根據目標反射或輻射的電磁波,經過校正、變換、圖像增強和識別分類等處理,快速地獲取大范圍地物特征和周邊環境信息,獲得實時、形象化、不同分辨率的遙感圖像。具有覆蓋范圍廣、成圖速度快、收集資料不受地形限制等優點,使得獲取地面數據的方法更加先進,快捷,已經成為現代城市規劃測量領域里的主要數據源與數據更新手段。

2.2 城市規劃測量

城市規劃測量是按照規劃行政主管部門依據城市規劃確定的規劃條件進行的測繪活動。其基本內容有：城市規劃道路定線測量、建設用地界址點和界址線測量、市政規劃測量等。作為一項服務于城市規劃建設的實用性測量工作,有著其自身的特點和精度要求,隨著我國城市化進程的不斷推進,城市規劃測量的要求也不斷提高,傳統的測量和管理方法已經不能適應越來越高的城市規劃需求,隨3S技術的迅速發展和廣泛應用,新興的“3S”技術為城市規劃測量的進一步發展起到了決定性的作用。

3 漳州市城市規劃測量中“3S”技術的應用展望

3.1 測量控制網的建設與改造

城市測量控制網是城市規劃的基礎框架,為城市測量、規劃、工程建設、城市空間信息系統提供重要的基準和技術支撐。基本的布網原則是在保證城市相應等級控制網最弱邊及點位的精度的基礎上,使所布設的控制網有足夠的密度、方便實際應用。

漳州市區上世紀所建立的測繪基準基本上采用低精度、二維、非地心的局域定位和以地面網點傳遞為主的技術方式。隨著測繪科技的不斷進步和城市建設的飛速發展,其缺陷日顯嚴重,主要表現在：覆蓋范圍有限、成果現勢性較差、而且存在著高精度的衛星定位三維成果,與較低精度的、二維大地坐標框架不相匹配等問題,急需進行更新改造。原漳州市城市控制網的覆蓋范圍不足100km2,已經不能滿足漳州市都市區范圍的規劃建設需要。漳州市區范圍內最早建立的C級GPS控制網,實現漳州市區內的覆蓋,緊密結合漳州市城市規劃實際情況,既滿足了近期發展的需要,又顧及了中遠期城市發展的需求。該網的建成為漳州市的城市規劃、建設和管理以及“數字漳州”的實施提供及時、準確、可靠的空間基礎地理信息保障,發揮了顯著的社會效益與經濟效益。今年來,漳州市啟動規劃區GPS C級大地控制網的更新改造工程,在規劃區范圍內布設32個C級控制點,實現對1260 km2的地域進行總體控制,同時布設若干個D級控制點,以期形成一個完善的大地空間定位體系,在直接為地籍測量和工程測量等測繪服務的同時,為社會提供災害監測等多項綜合服務。為滿足漳州市城鎮地籍調查1∶500地形圖數字化測圖工程的需求,漳州市在原有C級GPS控制網的基礎上,在市區35平方公里范圍內布設了由32個點組成的D級GPS控制網,為今后市區控制網改造和信息化測繪工作開展打下堅實的基礎。

3.2 基本地形圖的生產與更新

最近十幾年來隨著3S技術的廣泛應用和發展利用航空影像和遙感衛星影像數據源,使我們漳州市的城市空間數據的更新和生產取得了顯著的成績。目前漳州市地形圖件基本上覆蓋了漳州市的建成區、規劃市區和主要市郊。3S技術的使用使基本地形圖的生產與更新成本更低、現時性更強、更新更快、生產周期更短,避免了用傳統局部修測更新的周期長、投資大等種種弊端,為城市規劃提供現勢性較強的基礎資料中發揮著重要作用。

3.3 應用系統開發與建設

我們還在根據漳州市城市規劃的需要建設信息數據管理系統,運用3S技術則能將大量的基礎信息和專業信息進行規范化數據建庫,實現空間信息和屬性信息的一體化管理與可視化表現,提供方便的信息查詢和統計工具,克服傳統手段手段落后、效率低下的局限性,推動數字漳州的進程。

目前漳州市正在完善漳州市空間基礎地理數據庫管理信息系統,系統以漳州市測繪設計研究院信息化建設需求為基礎,參考相關行業標準和相關技術,其中包含：1∶500基礎地形,1∶1000基礎地形,1∶2000基礎地形,1∶5000基礎地形,1∶10000基礎地形,1∶2000彩色正射影像,1∶5000彩色正射影像,漳州市控制網,漳州市地下綜合管線,規劃和土地利用數據等,為漳州市測繪技術革新提供全面的技術保障,并建立起一套從數據生產到入庫和數據輸出的標準規范。使漳州市測繪數據成果即能滿足GIS要求又能滿足CAD要求。

4 結語

3S技術為城市規劃測量提供了新的數據來源和技術手段。隨著3S技術的進一步發展,必會將其在城市規劃測量的綜合應用推向更高的層次,在城市規劃測量工作方面產生重大的經濟和社會效益,使之成為推動漳州城市規劃測量發展和數字漳州建設的源動力。