規劃監督測繪幾種新技術的綜合利用

劉志輝，萬麗娟，劉群

(1.廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東 廣州 510060； 2.浙江省地理信息中心，浙江 杭州 310012)

1 引 言

城市規劃監督測繪包括現狀地形圖測繪，放線測量和竣工驗收測量等幾種工程測量種類。隨著地理信息技術和測繪新技術的發展，越來越多的技術手段不斷應用到城市規劃監督測繪領域。新技術的應用，不僅能提高工作效率，又可以提供多元化的數據產品和資料，為規劃監督決策提供多方面的技術支持，有利于提高城市規劃的合理性、有效性和科學性。

2 三維數字建模技術服務規劃報建審批

隨著“數字城市”的發展，建筑物的規劃報建也朝著三維信息化方向發展，其核心技術在于三維數字建模。三維數字建模有基于幾何形體的建模、基于三維掃描的建模、基于圖像建模等技術方法，目前以工程測量成果、設計資料、現實照片為數據源進行三維數字建模，采用基于幾何形體建模的技術方法可以得到精確度高，細膩逼真的效果。

三維數字建模技術嚴格采用廣州市平面坐標系統和廣州高程系統建模，相比于傳統的規劃報建審批中出現的放線測量平面位置關系圖、建筑場地地形圖，其具有三維可視化、全方位、時變性的特點，除了表現報建建筑物的退縮間距，還可以直觀地體現建筑物的高度，隨時間變化的日照情況及對相鄰建筑的采光影響，提高了規劃管理技術審查的科學性和效率。

2.1 三維數字建模技術的工作流程

針對三維數字建模輔助規劃報建審批工作，制訂三維建模的總體框架和具體的技術流程。總體框架包括三部分，即數據準備、三維建模和三維發布，如圖1所示；其中，具體的三維建模技術流程包括基礎數據獲取、模型造型、模型烘焙、數據轉換及最終入庫。

圖1 三維數字建模技術的總體框架

2.2 三維數字建模數據處理

三維數字建模數據處理包括了獲取建筑立面、最簡體量模型及模型烘焙。根據報建平立面圖建立所有結構建筑模型，根據設計說明賦材質渲染立面獲取建筑表面紋理；對工程紅線范圍內全要素建模；對于建筑，基于 3 m以上凹凸用模型體現、其他用紋理表現的形式建立體量模型，其過程如圖2所示。

圖2 三維數字建模的數據處理

2.3 三維數據模型轉換及入庫

基礎建模完成后還需要把模型數據轉換到仿真平臺所支持的格式，在轉換前需要根據平臺數據組織方式的要求進行數據的重整，最后壓縮打包為二進制的運行格式，導入仿真平臺。三維數字模型應用于廣州市三維規劃數字平臺，目前使用的是Skyline工程平臺。

三維數據成果需導入到廣州市三維規劃平臺中，進行入庫處理。獨棟建筑規劃報建審批準現狀數字模型效果及琶洲城中村改造項目數字三維模型導入廣州市三維規劃平臺后效果如圖3、圖4所示：

圖3 獨棟建筑規劃報建審批三維數字模型效果

圖4 融入廣州市城市三維規劃管理平臺效果

3 雙星GZCORS系統的三維動態框架基準體系

采用GZCORS系統布設RTK圖根控制點具有靈活、快捷、高精度等優勢，且通過在線坐標轉換軟件和似大地水準面精化軟件可以同時獲取RTK控制點的廣州市平面坐標和廣州高程，而無須再進行幾何水準測量，節約了大量控制點布測時間，提高了外業數據采集效率。GZCORS系統外符合精度平面優于 1.6 cm，高程精度優于 3.0 cm，有效保障圖根控制測量的起算精度，并專門制定了《GZCORS RTK城市測量技術規程》規范RTK圖根控制點的測量和檢測工作。

2014年對GZCORS系統進行了全面升級，由單星系統升級為雙星系統，可播發GPS和GLONASS衛星差分信號，新GZCORS系統采用了國家測繪與地理信息局最新規定的CGCS2000大地坐標。由于新系統可觀測的衛星數大大增加，在困難地區、困難時段都能高效、穩定、快速獲得RTK固定解，成果的精度和可靠性大大提高。

4 放線和數據采集系統

經過技術革新，開發了用于放線測量和數據采集的系統軟件(如圖5所示)，內置到Wince系統的全站儀中，從而替代了以往加載在全站儀外的PDA，簡化了外業設備，保證野外采集數據的安全性，提高了數據采集效率。

圖5 放線測量和數據采集軟件

該軟件采用極坐標法放樣，根據放樣點坐標和圖根控制點坐標自動反算放樣元素，放樣結束后可以立即檢測樁點坐標并保存檢測結果，效率、質量均可提高。該軟件不僅能便捷地放樁，同時能進行全野外數據采集，記錄碎步點的屬性代碼、棱鏡高、水平角度、垂直角度和斜距。其中統一規定每個屬性代碼代表的地形地物信息，節約了繪制地形草圖的時間，提高了內業數字化制圖效率，保證了地形圖內容的準確性。

5 內業數據處理全程自動化推進

基于廣州市規劃基礎信息化測繪平臺工程測繪版(EPS2008)進行二次開發，實現內業數據處理全程自動化推進，主要包括：放線測量內業資料的自動輸出功能，規劃驗收自動化面積計算和匯總表輸出功能，放線測量平面位置關系圖、建筑場地地形圖和剖面圖的“三圖合一”功能。

數據處理的自動化推進，極大地減輕了內業工作的強度，加快了規劃監督測繪工作的效率，為建筑物規劃驗收提供了技術支持，有效地服務規劃管理部門的審批工作。

5.1 放樁資料自動輸出

通過對廣州市規劃基礎信息化測繪平臺的二次開發提高了內業的自動化水平，運行“外業數據處理”模塊將放線原始觀測記錄、檢測數據和圖根導線控制點數據導入到廣州市規劃基礎信息化測繪平臺(如圖6所示)，通過外業報表輸出模塊(如圖7所示)生成坐標反算表、放樣示意圖和放樣檢測表，實現了放樁資料的自動輸出。

圖6 外業測量數據計算

圖7 外業檢查報表

5.2 面積半自動計算

針對規劃驗收測量中建筑面積的計算研發了一套自動化面積計算程序，在廣州市規劃基礎信息化測繪平臺工程測繪版中選擇“竣工面積計算”工具欄下的“項目屬性信息錄入”腳本，填寫好規劃驗收項目的基本信息，然后單擊“增加”放到工程編號列表內如圖8所示。

選擇“房屋屬性信息”腳本，將建筑項目名稱、分層分組和報建驗收的基本信息錄入。根據外業碎步點連好建筑物外圍輪廓后選擇“面積屬性錄入”腳本，依次輸入“工程編號”、“建筑項目名稱”及其層名稱、使用功能、面積名稱，在封閉的面積塊內單擊，系統自動將面積信息錄入。完成各分層的面積屬性錄入后運行房屋面積自動構面腳本，實現各個面積塊自動面積計算，并提取面積信息到所加入屬性點內，且不同面積功能的面顯示不同的顏色，完成面積計算過程。如果覺得面積塊顏色影響閱讀效果，或者檢查無誤，可以運行“刪除所有房屋面積計算面”，進行面刪除操作。運行“生成分層圖表格與圖廓”腳本將自動生成各分層的面積略圖，此外還具有自動標注邊長、計算裝飾面面積、生成面積匯總表和成果概況表等功能。

圖8 規劃驗收面積計算工程信息錄入

5.3 “三圖合一”

在EPS2008平臺進行二次開發，實現了放線測量平面位置關系圖、建筑場地地形圖和剖面圖的“三圖合一”，提高了工作效率，避免了人為誤差的出現。

將測繪平臺中的數據劃分為6層，它們是：“B-BASE”、“BS_AUX”、“SD_MARK”、“B_TEXT”、“B_CTRL”和“TPG”。通過規劃工程放線工具欄中的打印地形圖前預處理、打印平面位置關系圖前預處理2個腳本，實現二者之間的自由轉換，其中剖面圖放置于建筑場地現狀地形圖中。

6 基礎數據格網式動態入庫更新

為了更好地對廣州市基礎地理信息系統數據庫進行動態更新，保證其現勢性，創新了動態更新模式，將廣州市范圍內的地形圖按照路網、河流分隔成塊，并給予唯一編號，作業小組接到工程委托后就負責該工程所在格網地塊的基礎地形圖巡圖、修測或新測工作。基于網格的動態更新工作涉及4種區域，如圖9所示。

圖9 動態入庫區域關系

(1)網格單元：此區域主要用于控制下載數據范圍和接邊界限，用戶不直接操作。

(2)工程作業范圍：用于標識工程要求的作業范圍，輔助檢查和統計工作量。

(3)地形變化范圍：用于標識外業或內業發現地形有變化的范圍。

(4)更新區域：用于下載數據及更新入庫，由信息中心授權后系統通過腳本自動上傳數據庫。

采用格網化的動態更新模式可以節省動態更新入庫時的接邊時間，避免了更新區域與非更新區域交界處的房屋錯位、結構層數不一致等矛盾；同時格網化后明確了格網區域的修測或新測責任人，保證了基礎地理信息系統數據庫動態更新措施的落實；基礎地形圖動態更新對內促進了日常工程中充分利用基礎地形圖的數據，減少重復測繪，提高作業效率，實現數據共享；以 1∶500地形圖數據動態更新為基礎，統籌考慮 1∶2 000粗編及地圖數據庫更新，提高了對外提供地理信息產品的服務水平。

7 結 語

在城市規劃監督測繪中，采用先進技術，不斷把新技術應用于實際生產過程中，大大提高了工作效率，并創新模式提供多元化的數據產品，為決策提供更好更優質的服務。具體表現為：一體化采集外業數據，內業平臺二次開發，實現自動化數據處理，大大提高了生產效率，降低了工作強度，經濟效益顯著；應用了三維可視化技術，創造性地利用放線成果進行三維報建，對規劃審批提供了更為直觀的參考依據；應用“基礎數據格網式動態更新”理念和技術，為廣州市城市建設、規劃部門提供了高精度、現勢性強的GIS現狀地形數據和三維模型數據，為今后城市規劃、建設提供強有力的數據支持。