城市大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新研究

何朝漢 衛(wèi)林波

（1.重慶嘉陽(yáng)測(cè)繪有限公司 重慶彭水 409600 2.重慶市彭水縣規(guī)劃和自然資源局 重慶彭水 409600）

大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)除了滿(mǎn)足城市規(guī)劃建設(shè)及發(fā)展外，也是數(shù)字城市建設(shè)，實(shí)施多規(guī)合一、自然資源管理、城市運(yùn)行及城市演變分析等工作的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。隨著新時(shí)代的發(fā)展，城市建設(shè)步伐明顯加快，城市基礎(chǔ)設(shè)施的不斷升級(jí)，也加快了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的變化速度。目前，彭水縣隨著舊城區(qū)棚戶(hù)區(qū)改造、連接道工程等多個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施和新城區(qū)的建設(shè)，如果基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)停滯不前，就會(huì)對(duì)城市發(fā)展帶來(lái)諸多的不便，所以必須保證其數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，這樣才能更好的為社會(huì)發(fā)展提供更精確的數(shù)據(jù)信息。隨著各政府、企事業(yè)單位對(duì)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的時(shí)效性要求越來(lái)越高，以定期更新的傳統(tǒng)模式已經(jīng)不能滿(mǎn)足其應(yīng)用要求，實(shí)施動(dòng)態(tài)更新是新時(shí)代發(fā)展的大勢(shì)所趨。

近年來(lái)，彭水縣主城區(qū)先后完成了1：500地形圖修補(bǔ)測(cè)，地下管線(xiàn)動(dòng)態(tài)更新和建筑物信息調(diào)查等工作，并建立了相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)。在此基礎(chǔ)之上，通過(guò)不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪、跟蹤測(cè)量、竣工規(guī)劃核實(shí)測(cè)量等方式對(duì)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，保證了其數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性、完整性。本文作者對(duì)城市大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的內(nèi)容、原則與方法進(jìn)行了研究，提出了城市大比例尺基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的解決方法，以供參考。

1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新的發(fā)展

動(dòng)態(tài)更新是與定期更新相對(duì)而言的，定期更新是規(guī)定的周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)地理信息矢量數(shù)據(jù)更新而將數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性保持在周期時(shí)間內(nèi)，而動(dòng)態(tài)更新是將基礎(chǔ)地理信息矢量數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性保持在幾天或幾個(gè)月之內(nèi)，根據(jù)其變化采用實(shí)時(shí)更新的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。從發(fā)展歷程來(lái)看，城市大比例尺地理信息數(shù)據(jù)更新經(jīng)歷了定期更新到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新，從局部重點(diǎn)區(qū)域更新到全面更新，應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)手段更新到綜合運(yùn)用現(xiàn)代高科技術(shù)更新的發(fā)展歷程。

2 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的內(nèi)容

城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)主要包括數(shù)字線(xiàn)劃圖（DLG）、數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)字柵格地圖（DRG）、地下管線(xiàn)數(shù)據(jù)及元數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的內(nèi)容包括空間實(shí)體發(fā)生變化、相關(guān)屬性信息發(fā)生改變以及拓?fù)潢P(guān)系重建等。

3 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的原則

由于城市大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)在城市的規(guī)劃和發(fā)展中不可或缺，在進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新時(shí)，應(yīng)遵循以下幾方面的原則：

3.1 數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性原則

當(dāng)城市的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的發(fā)生變化時(shí)，一定要及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，以保證起數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性。

3.2 數(shù)據(jù)一致性原則

主要包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)內(nèi)容、坐標(biāo)系統(tǒng)、格式等的一致性。在我國(guó)全面啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系后，不同坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，在更新時(shí)，必須保證各個(gè)圖種之間數(shù)據(jù)的一致性。

3.3 同步性原則

城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的種類(lèi)繁多，屬性信息也較為復(fù)雜，在更新的時(shí)候，既要對(duì)圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，又要對(duì)屬性信息進(jìn)行同步更新。

3.4 精度匹配原則

對(duì)于更新的城市基礎(chǔ)地理信息應(yīng)該保證其精度要求，確保原數(shù)據(jù)與更新數(shù)據(jù)正確銜接，同時(shí)還有注意更新部分和未更新部分的精度匹配。

3.5 合理性原則

更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有合理性，應(yīng)最大限度地減少數(shù)據(jù)的冗余度，保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和一致性。

3.6 數(shù)據(jù)安全原則

作業(yè)生產(chǎn)單位有對(duì)數(shù)據(jù)生產(chǎn)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行保密責(zé)任，需確保數(shù)據(jù)的安全，加強(qiáng)保密管理，不能泄密。數(shù)據(jù)成果不能提供給第三方使用。為防止對(duì)數(shù)據(jù)的非法使用，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)設(shè)定用戶(hù)的管理權(quán)限，并記錄數(shù)據(jù)操作的整個(gè)過(guò)程，以防止對(duì)數(shù)據(jù)的損壞。

4 數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的技術(shù)流程

城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新應(yīng)對(duì)城市規(guī)劃區(qū)域制定更新策略，根據(jù)收集的影像資料、規(guī)劃報(bào)建相關(guān)的資料、專(zhuān)題數(shù)據(jù)資料等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)變化的區(qū)域，通過(guò)外業(yè)實(shí)測(cè)、攝影測(cè)量等進(jìn)行更新測(cè)量，最后將建設(shè)項(xiàng)目跟蹤測(cè)量、竣工規(guī)劃核實(shí)測(cè)量等測(cè)繪成果與已有數(shù)據(jù)整合，經(jīng)質(zhì)量驗(yàn)收合格后，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)更新，從而實(shí)現(xiàn)大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新。

城市大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的技術(shù)流程如圖1所示。

圖1 技術(shù)流程

5 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的方法

大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新方法依據(jù)地形要素變化率、比例尺大小、資料情況等因素可分為重測(cè)、修測(cè)、編繪；數(shù)據(jù)庫(kù)更新方法可分為版本式更新、增量式更新。現(xiàn)就不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行更新的方法總結(jié)如下：

5.1 DLG更新方法

DLG數(shù)據(jù)更新是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新的重點(diǎn)，根據(jù)地形變化情況、資料情況、儀器設(shè)備、人員技術(shù)水平等情況，可采用外業(yè)實(shí)測(cè)法、攝影測(cè)量法、編繪法，在實(shí)際更新工作中，可一種或幾種方法結(jié)合使用。

外業(yè)實(shí)測(cè)法采用全站儀采集、網(wǎng)絡(luò)RTK、三維激光掃描等外業(yè)方法，獲取地形點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。更新的方法及要求按CJJ/T8執(zhí)行。攝影測(cè)量法采用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量（含傾斜攝影測(cè)量）方法，來(lái)獲取地物的坐標(biāo)和高程。編繪法利用大于現(xiàn)有比例尺的最新地形圖和資料，經(jīng)內(nèi)容的取舍和更新、制圖綜合編輯等技術(shù)方法編制地形圖。

5.2 DEM更新方法

地形的變化一般是局部性而非整體性的，更新時(shí)應(yīng)充分利用這一特性，在原有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修測(cè)。傾斜攝影測(cè)量法是生產(chǎn)高精度、大范圍DEM最常用的方法，通常是利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)等技術(shù)方法進(jìn)行DEM數(shù)據(jù)采集。機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量法能夠快速、高精度地獲取飛行區(qū)域內(nèi)地形地物的三維坐標(biāo)，通過(guò)對(duì)獲取的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、分類(lèi)、建模等步驟，獲取DEM數(shù)據(jù)。

5.3 DOM更新方法

DOM更新與DEM更新方法類(lèi)似，以航空影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，利用已有基礎(chǔ)測(cè)繪成果，用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)等技術(shù)方法更新DOM。

5.4 地下管線(xiàn)更新方法

地下管線(xiàn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新一般是通過(guò)跟蹤測(cè)量和竣工核實(shí)測(cè)量的方法來(lái)完成，部分區(qū)域采用一次性地下管線(xiàn)探測(cè)來(lái)獲取管線(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫(kù)。由于地下管線(xiàn)竣工后難以準(zhǔn)確探測(cè)管點(diǎn)平面位置和埋深，所以城市的地下綜合管線(xiàn)數(shù)據(jù)基本都是采用竣工核實(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新入庫(kù)。

5.5 元數(shù)據(jù)更新方法

按CH/T1007標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、記錄、內(nèi)容和格式的要求進(jìn)行元數(shù)據(jù)信息采集。采集作業(yè)時(shí)，可以開(kāi)發(fā)專(zhuān)用采集和格式轉(zhuǎn)換軟件，應(yīng)注意元數(shù)據(jù)中的“更新日期”、“更新內(nèi)容”等更新信息的采集。

5.6 數(shù)據(jù)庫(kù)更新方法

數(shù)據(jù)庫(kù)更新周期應(yīng)與數(shù)據(jù)采集同步進(jìn)行，更新方法主要有增量式更新和版本式更新。增量式更新是在原有數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，只對(duì)發(fā)生變化部分進(jìn)行相應(yīng)修改；版本式更新是數(shù)據(jù)更新后，全部替換原有數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，從而達(dá)到數(shù)據(jù)庫(kù)更新的最終目的。

6 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)更新成果的質(zhì)量檢驗(yàn)執(zhí)行二級(jí)檢查一級(jí)驗(yàn)收制度，即更新成果應(yīng)依次通過(guò)測(cè)繪單位作業(yè)部門(mén)的過(guò)程檢查、測(cè)繪質(zhì)檢部門(mén)的最終檢查和項(xiàng)目管理單位組織驗(yàn)收。

6.1 項(xiàng)目過(guò)程檢查

測(cè)繪作業(yè)單位對(duì)各階段完成的測(cè)繪成果，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的作業(yè)依據(jù)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每項(xiàng)成果進(jìn)行自檢、互檢等過(guò)程檢查；按生產(chǎn)的進(jìn)度及時(shí)進(jìn)行，一般應(yīng)按工序或階段成果盡早進(jìn)行，便于作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一；在進(jìn)行檢查的過(guò)程中應(yīng)規(guī)范填寫(xiě)檢查記錄，最后并出具質(zhì)量自檢報(bào)告。

6.2 最終檢查

過(guò)程檢查合格后，按相關(guān)要求提交市測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心對(duì)更新成果進(jìn)行最終檢查。檢驗(yàn)合格后，由作業(yè)單位進(jìn)行成果的移交。

6.3 成果驗(yàn)收

更新成果經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)合格、全部移交更新成果后，由項(xiàng)目管理單位組織組織專(zhuān)家或委托質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)更新成果進(jìn)行驗(yàn)收。

7 總結(jié)與展望

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，城市大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)覆蓋范圍越來(lái)越大，數(shù)據(jù)信息變化越來(lái)越快，因此保持?jǐn)?shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性和準(zhǔn)確性尤為重要。為了數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新工作可持續(xù)開(kāi)展，應(yīng)當(dāng)建立相應(yīng)的機(jī)制，如政策機(jī)制、資金保障機(jī)制、動(dòng)態(tài)巡查機(jī)制、考核激勵(lì)機(jī)制等。同時(shí)，應(yīng)對(duì)城市大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新模式進(jìn)行不斷的探索研究，結(jié)合彭水縣山地城市的特點(diǎn)，加大對(duì)自然資源空間數(shù)據(jù)的挖掘與分析，提高新型測(cè)繪技術(shù)，如利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)、三維實(shí)景模型、機(jī)載三維激光點(diǎn)云等技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變化并采集相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)，從而在數(shù)字城市、智慧城市建設(shè)中起到良好的推動(dòng)和促進(jìn)作用。