大數(shù)據(jù)背景下的城市大比例尺地形圖更新分析

石柱土家族自治縣城鄉(xiāng)規(guī)劃測(cè)繪有限公司 重慶 409100

前言

城市大比例地形圖的應(yīng)用方向，主要是地形勘察、國土規(guī)劃和城市建設(shè)，其作用是模擬實(shí)際地形，為建筑施工提供參照及引導(dǎo)。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代來臨，對(duì)更新地形圖所用機(jī)制、手段加以調(diào)整成為大勢(shì)所趨，只有這樣才能使地形圖表現(xiàn)出理想的時(shí)效性，確保政府、企業(yè)及群眾所提出的需求，均可最大限度得到滿足。

1 更新大比例尺地形圖的難點(diǎn)

1.1 數(shù)據(jù)庫更新滯后

在城市建設(shè)與管理等方面，地形圖往往發(fā)揮著無法被替代的作用，但對(duì)其加以應(yīng)用的主體多為技術(shù)部門。隨著信息時(shí)代的到來，地理信息產(chǎn)業(yè)與群眾聯(lián)系愈發(fā)密切，可以說，地理信息已經(jīng)融入日常生活及工作的各個(gè)方面，例如，人們更傾向于利用GIS進(jìn)行導(dǎo)航或手機(jī)定位[1]。而更新原有地形圖的平臺(tái)，主要是CAD和Microstation，上述平臺(tái)和GIS的兼容性較差，長此以往，不僅更新成果為群眾所提供的幫助有限，智能化水平也沒有達(dá)到預(yù)期的縮編模式，還會(huì)使各項(xiàng)工作陷入“現(xiàn)有資源與需求不匹配”的困境。

1.2 歷史數(shù)據(jù)未得到科學(xué)利用

地形圖持續(xù)加快的更新速度，使勘測(cè)部門紛紛積累了大量數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)繪行業(yè)而言，這便是大數(shù)據(jù)時(shí)代來臨的直接表現(xiàn)。在很長一段時(shí)間內(nèi)，受技術(shù)制約，上述歷史數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在紙質(zhì)載體上，這樣做既不利于綜合利用體的形成，又制約著測(cè)繪資金的利用，另外，紙質(zhì)檔案損壞和丟失的情況始終沒有得到解決。

1.3 更新成本與日俱增

在城市化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)的當(dāng)下，不僅城區(qū)擴(kuò)張速度極快，地形圖覆蓋的范圍和面積也有所增加，只有加大物力和人力資源的投入力度，才能達(dá)到定期更新的標(biāo)準(zhǔn)，地形圖方可保有理想的時(shí)效性。由此可見，更新成本增加的情況難以避免，如何減緩增加速度，現(xiàn)已成為人們主要關(guān)心的問題。

1.4 難以做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)地形變化

對(duì)地形圖進(jìn)行更新的前提，便是對(duì)變化進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)和精確統(tǒng)計(jì)，原有全要素更新模式，通常要憑借人工巡視，才能明確地形變化，另外，統(tǒng)計(jì)人工巡視所獲得信息的工作，往往需要投入大量精力與時(shí)間，即便如此，其時(shí)效性仍難以得到保證。近年，被用來研究地形變化的數(shù)據(jù)，又新加入了遙感數(shù)據(jù)、航空數(shù)據(jù)，這樣做所帶來的積極影響，便是大面積區(qū)域變化能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，但仍有亟待解決的問題存在，即：違法建筑、點(diǎn)狀地物等微小變化，仍然難以做到實(shí)時(shí)更新，另外，受獲取時(shí)間影響，無論是衛(wèi)片還是航片，均有較為明顯的滯后性存在。

2 基于大數(shù)據(jù)的地形圖更新策略

要想使上述問題得到解決，關(guān)鍵是明確問題成因并制定相應(yīng)策略，例如：

2.1 利用信息技術(shù)建設(shè)數(shù)據(jù)庫

研究表明，要想最大限度壓縮更新成果轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮拥貓D需要花費(fèi)的時(shí)間，使政府需求得到滿足，利用信息技術(shù)建設(shè)數(shù)據(jù)庫很有必要。數(shù)據(jù)庫主要被用來對(duì)地形數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析與計(jì)算，確保地形圖具有理想精確度，由此可見，建設(shè)數(shù)據(jù)庫是制作城市地形圖的重要步驟，對(duì)大比例尺是否科學(xué)且有效，具有決定性作用，只有做到與時(shí)俱進(jìn)，才能使?jié)撛趩栴}迎刃而解[2]。另外，研究人員還應(yīng)以信息技術(shù)為依托，通過開發(fā)縮編軟件的方式，降低地形圖使用難度，真正做到為政府、為群眾提供便利。如果條件允許，研究人員可選擇與高校、測(cè)繪部門達(dá)成合作關(guān)系，充分利用二者的優(yōu)勢(shì)，完成建設(shè)數(shù)據(jù)庫等工作，為開發(fā)縮編軟件提供理論與技術(shù)支持。

2.2 加大歷史數(shù)據(jù)的挖掘力度

數(shù)據(jù)挖掘程度與信息利用程度密切相關(guān)，現(xiàn)有挖掘技術(shù)難以使開發(fā)應(yīng)用所提出的需求得到滿足，其中，最具代表性的問題便是歷史數(shù)據(jù)功能發(fā)揮有限。歷史數(shù)據(jù)是人們了解舊城規(guī)劃、設(shè)計(jì)和更新資料的主要來源。要想使其得到充分利用，研究人員應(yīng)以大數(shù)據(jù)為依托，對(duì)查詢、瀏覽地形圖的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。日前，某市便已將上述系統(tǒng)投入使用，該系統(tǒng)的功能有：①查詢并管理某區(qū)域地形圖的歷史覆蓋情況；②顯示地形圖在不同時(shí)期的差異。事實(shí)證明，隨著該系統(tǒng)得到推廣，不僅歷史數(shù)據(jù)得到了維護(hù)，其挖掘和利用率降低的問題也得到了解決，在確定建筑年代、為名城提供保護(hù)等方面，均發(fā)揮了極為重要的作用。

2.3 將多元數(shù)據(jù)用于更新工作

近年來，測(cè)繪裝備、測(cè)繪技術(shù)持續(xù)更新，以無人機(jī)和移動(dòng)道路測(cè)量為代表的測(cè)繪設(shè)備，現(xiàn)已得到大力推廣和運(yùn)用，對(duì)地形圖進(jìn)行測(cè)繪并更新的原有模式，逐漸被社會(huì)淘汰。在常規(guī)掃描、帶狀測(cè)繪難以發(fā)揮出自身優(yōu)勢(shì)的地區(qū)，利用上述技術(shù)開展測(cè)繪工作，既能夠使測(cè)繪質(zhì)效得到保證，還可使測(cè)繪成本大幅降低。除此之外，機(jī)載LiDAR也要引起重視，該技術(shù)適合被用來對(duì)大面積區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪，常規(guī)航空攝影測(cè)量要提前布設(shè)成像控制點(diǎn)，機(jī)載LiDAR則省略了像控點(diǎn)的布設(shè)環(huán)節(jié)，不需要對(duì)立體像對(duì)加以構(gòu)建，而拍攝所用高清數(shù)碼相機(jī)，既能夠做到清晰判讀影像，又可以解決原有技術(shù)分界不明顯的問題，出圖速度也有所提升。

2.4 定期優(yōu)化地形圖發(fā)現(xiàn)手段

利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、航空數(shù)據(jù)，基于作業(yè)單位、區(qū)域及人員固定的模式，確保細(xì)微變化能夠被盡數(shù)發(fā)現(xiàn)。目前，研究人員的目光普遍聚焦于“如何利用測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)地形圖進(jìn)行更新”，某市便創(chuàng)造性地提出了網(wǎng)格更新模式，簡單來說，就是根據(jù)自然水域和路網(wǎng)情況，將作業(yè)區(qū)域劃分成多個(gè)1km2左右的網(wǎng)格單元，由測(cè)量人員利用現(xiàn)有交換系統(tǒng)與繪制系統(tǒng)，對(duì)網(wǎng)格變化進(jìn)行實(shí)時(shí)跟進(jìn)和統(tǒng)計(jì)，確保日后所開展動(dòng)態(tài)更新工作，具備統(tǒng)籌依據(jù)，而專業(yè)人員所制定決策的科學(xué)性，通常也可得到保證[3]。

3 結(jié)束語

通過上文的敘述能夠看出，基于大數(shù)據(jù)對(duì)地形圖進(jìn)行更新，工作人員往往要面臨諸多挑戰(zhàn)，雖然信息技術(shù)能夠使地形得到具象化呈現(xiàn)，提升人們對(duì)其加以利用的有效性，卻也存在著技術(shù)難度大等問題。這就要求工作人員深入了解現(xiàn)有技術(shù)及特征，通過綜合利用的方式，為國土劃分、城市建設(shè)等任務(wù)的完成提供支持。