一體化測繪技術在城市基礎地理信息數據更新中的應用

趙國慶

經濟高速發展背景下，城市建設持續性推進，對基礎信息數據更新速度及模式提出新的挑戰。城市地理信息數據更新過程中，對數據要求較高，通過一體化測繪技術，進一步促進信息庫完善建設，為后續城市針對性規劃奠定良好的基礎。

一體化測繪技術;城市基礎地理信息;數據更新;應用

城市化建設過程中，其各項工作開展需各方面信息提供保證，城市基礎地理信息數據為核心構成。采取行之有效的策略，可加快地理信息系統建設，促進城市又快又好發展，一體化測繪技術憑借自身優勢，為基礎信息數據獲取提供便捷性，保證城市化建設穩步前進。

根據通用含義分析，一體化原有內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，一體化呈現為多元化應用，從現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，聯合應用導航動態化定位和遙測等先進技術，實現數據獲取智能化、自動化，并將此類信息動態化提供應用者;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用系統，全面實現信息收集、管控及處理;三是從精細化層面分析，一體化測繪技術為地理信息數據更新十分關鍵。一體化測繪技術種類繁多，呈現的特點不一，如地籍一體化測繪、國土資源采編調一體化等。測繪技術體系從初期模擬測繪體系開始，歷經較長時間技術體系不斷建設和完善，該過程一體化測繪高速發展，成為測繪技術體系建設核心支撐，其歷經多個階段：

（1）萌芽階段。上世紀80年代我國計算機進入高速發展，將其作為基礎逐步構建完善的數字測繪體系，主流為小型機應用，測繪相關人員主要研究解決數字成圖問題，如“DGJ”系統，初期實現數據采集、處理等全生命周期形成流程，是當時國內領先測繪軟件，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，但系統性構成趨于完善。硬件系統中包含多個測繪元件，為一體化測繪技術形成提供助力，屬于雛形形成時期。

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

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

（4）成熟階段。21世紀后數字測繪技術體系建設完成，測繪地理信息產業實現信息化測繪技術體系建設，其不再局限于單一化數據采集和數據輸入，而是逐步開發研究一體化采集、數據庫建立等操作。攝影測量領域，以法國公司為首推出像素工廠，實現采集和網格計算同步進行，可批量生產數字表面模型、真正射影像，形成復合型優化系統。其表明攝影測量進入新工業化時代，隨后國內外相繼出臺多個系統。

為從本質發揮一體化測量技術優勢，為城市基礎地理信息數據更新提供保證，需做好各方面工作，具備完善的前提條件，促使其應用更具規范化、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，為最大限度發揮一體化測繪技術優勢價值提供保證，城市測繪部門需建立完善的測繪體系。其次，更新尺寸標準。不同尺度城市基礎地理信息數據具備測繪標準不一，為確保數據具有精準性，測繪人員應從多方面制定測繪基準，為進一步提高數據可靠性。最后，營造良好的環境。智能化、數字化技術支撐下，我國城市逐步趨于智慧型城市發展，地理基礎信息數據更新中，應用一體化測繪技術，是保證該工作質量和效率重要舉措。圖1為一體化測繪技術應用前提條件。

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

內外業一體化自身核心內涵形成初期于野外地理信息采集過程中，測繪技術憑借自身多個特征優勢，以及該系統在實踐應用中發展成熟，內外業一體化逐步是入住與地理信息數據更新中。由于該技術仍處于初期發展時期，外業數據采集、處理等設備自動化水平有待提升，將其用于地理信息更新中，無法呈現形象、直觀的圖形成果，一定程度約束信息采集數據客觀性，不利于城市基礎地理信息數據更新，（圖2）為一體化地籍測量裝置。如城市中心區域數據采集，該區域內通常建筑物密度大，包含狀況復雜，若外業測繪工作缺位，難以獲取完整、高效的數據信息，過度以草圖為核心導向，進一步阻礙數據更新及時性及有效性。可有效解決該瓶頸，業內大部分時間占據整個地籍測量時間，其基本作業流程為首先完成數字正攝像校正，數據源的收集工作，同時將其影像圖展開業內分析處理，進行內業檢查滯后隨后輸出相應的工作底圖，將其用于外業調查中，測繪人員以初期設計草圖為導向，不具備外業測繪技術，可系統性助力測繪人員掌握測繪范圍內實際狀況，保證測繪工作開展有效性。內外業測量一體化核心數據為圖根平面、圖根高程，其中高程測量原理為：根據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，應綜合性考量地球曲率和大氣垂直折光干擾，需對其數據進行調整，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。

隨著信息網絡技術高速發展，電子平板野外測繪圖系統逐步發展，可動態化完成現場數據采集、成圖，且可將城市基礎地理信息呈現于屏幕上，并立足實際狀況，自行完成其中存在偏差數據修正調整，提高城市基礎信息采集內外業一體化效率，加速信息更新周期，為城市良好發展做以指導。

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

有效容數據庫中提取于制圖相關參數信息，基于其層面完成數據轉化。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。制圖數據自身價值在于其可滿足我國相關規程，但建庫難度較大，圖庫一體化優勢在于完成數據轉換進入GIS數據庫，且不會對數據造成損傷，后續出庫之后可完成制圖初期形態。二是一套數據建庫。制圖數據聯合GIS數據信息，僅需依附于完整數據，便可高效完成數據庫構建工作。應最大限度應發揮個軟件自身功能，如GIS等，進一步構建完善的數據庫，數據庫可提供多元化服務功能。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，圖庫一體化可實現該目標。四是GIS數據動態化提取。線下作業方式為利用制圖數據完成GIS數據轉換，但難以保證數據轉換質量。圖庫一體化數據庫中包含GIS數據，可動態化提取GIS數據。（圖3）為圖庫一體化技術流程簡圖。

初期采編一體化內容缺乏明晰性，與地形圖數字化技術相似，其自身形成實際成效并不凸顯，伴隨測繪地理信息技術高速發展，城市基礎地理信息數據庫成為時代發展需求。基于上述發展背景下，測繪不僅可滿足成圖實際需求，而且可以保證構建數據庫，利用合理性技術完成數據庫建設全面性、精準性及實時性，采編一體化技術在此種背景下發展，（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據更新，吻合GIS相關要求，采編一體化軟件歷經多個創新改革階段。采編一體化作用下，可有效轉變城市基礎地形呈現形態，具備完整的拓撲特征，吻合GIS技術需求，提高城市地理信息數據精準性。線下采編技術包含兩大類別，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，可促使地圖實現數字化，特別為電子平板野外測圖系統支撐下，該技術應用有效性顯著提升，具體操作構成中，相關人員不僅需開展選型工作，而且應系統性分析一體化技術所具備的特征優勢，選取合理的硬件基礎設施，制定完善的應用方案，保證將該系統為基礎，高效、便捷完成地理信息數據更新任務目標。基于GIS采編一體化模式，主要以GIS技術為和弦導向，可實現多用戶進行系統操作，應用于大城市地理信息數據更新成效較佳，具體實踐過程中，對人員專業素養要求較高，構建完善的信息共享平臺，保證采編一體化技術高效應用于城市基礎地理信息數據更新中。

從客觀層面進行分析，構建一體化測繪技術十分復雜，受外界多個因素影響，全生命過程通過網絡化生產易產生各類問題，需開展集群分布式并行計算，從源頭消除原有城市基礎地理信息數據模式瓶頸。應用一體化測繪技術，網絡調度轉換為集群計算，短周期內完成海量數據處理，提高工作效率，保證城市地理信息數據處理更具自動化、網絡化。上述目標實現，吻合新時代城市建設發展中多樣化用戶需求，以及測繪技術基本要求，科學處理城市基礎地理信息，提高其整體處理水平。PF誕生之后對測繪地理信息數據傳統生產模式產生較大沖擊，尤其針對DOM、DSM生產，其生產流程和技術層面變化較小，核心變更體現在計算方式、資源調度等方面，其生產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，減少人為干預產生的影響;二是高效化。利用集群計算策略，實現人機交互編輯，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，完成數據精準性生產，基于完善的處理流程控制下，保證多個環節實現動態化、智能化連接，有助于任務目標高效完成。

以城市測繪為基礎不斷促進發展，地理信息逐年遞增，為城市化進程步伐加快提供支撐，實現智能化、數字化城市建設目標。城市基礎地理信息數據更新中，專業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化變更特征，以此為基礎構建完善地理測繪體系。實際采集數據過程中，技術人員可形象、直觀掌握與之匹配的地形特征，若測繪范圍內人口密度較大，屬于城市發展較為迅速區域，需遵循實事求是原則，繪制合理化草圖。數據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，應充分應用采集技術，不斷對其優化，掌握測繪實際內容及特征，把握相關規律，吻合城市地理信息系統建設要求，充分應用一體化綜合測繪，綜合性掌握城市多方面狀況，合理化促進城市建設發展目標，保證城市建設逐步趨于智能化、現代化。一體化測繪技術實際應用中，需最大限度應用各類先進技術，分析城市發展中各類因素，構建完善的基礎地理信息平臺，做好數據信息采集、分析及管理，促進城市又快又好發展。

市場經濟高速發展下，城市基礎地理信息數據更新涉及范圍廣，專業人員需從多維度優化應用一體化測繪技術，充分發揮各技術優勢，將城市測繪落于實處，動態化更新地理信息數據，并保證數據信息精準性，促進城市建設良好發展。

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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