城市基本比例尺地形圖動態(tài)聯(lián)動更新機(jī)制

曹　兵

(佛山市順德區(qū)測繪地理信息中心，廣東 佛山 528333)

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城市基本比例尺地形圖動態(tài)聯(lián)動更新機(jī)制

曹兵

(佛山市順德區(qū)測繪地理信息中心，廣東 佛山 528333)

摘要：隨著測繪技術(shù)的發(fā)展，城市基本比例尺地形圖更新方法也越來越多樣化。文中在總結(jié)分析國內(nèi)基本比例尺地形圖更新情況的基礎(chǔ)上，通過對順德現(xiàn)有的地形圖動態(tài)更新機(jī)制的完善，提出一種基本比例尺地形圖動態(tài)聯(lián)動更新機(jī)制，并經(jīng)實(shí)用證明效果良好。

關(guān)鍵詞：遙感影像；基本比例尺地形圖；動態(tài)實(shí)時(shí)更新

基本比例尺地形圖是城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于國土、規(guī)劃、建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域。近年來，隨著城鎮(zhèn)化速度的加快，城市地面物質(zhì)形態(tài)變化迅速，原有靜態(tài)的或定期更新地形數(shù)據(jù)庫的模式已嚴(yán)重滯后于城市的發(fā)展變化?；颈壤叩匦螆D數(shù)據(jù)如何才能跟上城市的發(fā)展步伐，實(shí)現(xiàn)快速有效的更新，已成為城市測繪工作者需要解決的難題之一。

1城市基本地形圖的更新方法

城市基本比例尺地形圖更新根據(jù)周期的不同，可以分為定期更新和實(shí)時(shí)更新，根據(jù)數(shù)據(jù)獲取方法的不同可以分為以下幾種方法：

1.1利用攝影測量獲取的遙感影像進(jìn)行更新

依據(jù)傳感器平臺(或攝影距離)進(jìn)行分類，攝影測量可以分為航天/衛(wèi)星攝影測量、航空攝影測量、地面攝影測量、近景攝影測量和顯微攝影測量，其中各城市基礎(chǔ)地形圖更新的遙感影像主要是應(yīng)用衛(wèi)星影像和航空影像。遙感影像通過幾何校正、正射校正、裁剪與拼接處理、圖像增強(qiáng)等處理后，與待更新的城市基礎(chǔ)地形圖進(jìn)行疊加分析處理，找到待更新區(qū)域。然后利用遙感影像進(jìn)行內(nèi)業(yè)更新采集，即在矢量編輯軟件中，將待更新矢量數(shù)據(jù)、變化檢測結(jié)果導(dǎo)入，使用變化檢測結(jié)果快速定位變化區(qū)域，并基于遙感影像，對發(fā)生變化的地物進(jìn)行更新[1]。

目前國內(nèi)各城市普遍采用的商業(yè)衛(wèi)星影像有SPOT,QuickBird,GeoEye,IKONOS,WorldView,CBERS-2等，空間分辨率在0.4～10 m之間，主要應(yīng)用于1∶5 000-1∶100 000地形圖[2]。航空影像方面，《航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB/T19294-2003)》中航攝比例尺和成圖比例尺的關(guān)系如表1所示。

1.2利用內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測圖進(jìn)行更新

內(nèi)外業(yè)一體數(shù)字化測圖通過高分辨率的遙感影像或野外巡查等方式發(fā)現(xiàn)基本地形圖的變化區(qū)域，然后利用高精度的GPS、全站儀等測繪儀器采集變化區(qū)域內(nèi)所有地物的空間坐標(biāo)，最后應(yīng)用成圖軟件對其進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理，更新成圖。

表1　航攝比例尺和成圖比例尺關(guān)系

1.3利用城市業(yè)務(wù)測繪成果進(jìn)行更新

建設(shè)項(xiàng)目選址勘察時(shí)需要進(jìn)行現(xiàn)狀地形測量、規(guī)劃驗(yàn)收時(shí)需要進(jìn)行竣工測量、土地辦證時(shí)需要進(jìn)行宗地測量、房產(chǎn)辦證時(shí)需要進(jìn)行地籍測量，這些城市日常業(yè)務(wù)測量實(shí)時(shí)產(chǎn)生大量測量圖件。通過內(nèi)業(yè)處理，將各類業(yè)務(wù)測量成果圖轉(zhuǎn)換成符合基本地形要求的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)基本地形圖的更新。

1.4利用大比例尺地形圖縮編進(jìn)行更新

地形圖縮編是利用不小于成圖比例尺的最新地形圖和現(xiàn)勢資料，通過內(nèi)容取舍與更新、制圖綜合與編輯等編繪技術(shù)方法編制地形圖。比例尺相差越大，縮編的難度也越大，需要人工干預(yù)的程度也就越高。

1.5利用數(shù)字柵格地圖轉(zhuǎn)繪進(jìn)行更新

收集與成圖比例相關(guān)的最新的數(shù)字柵格地圖(DRG)或較大比例尺的最新地形圖制作為數(shù)字柵格地圖，將DRG與地形圖疊合，未變化的矢量要素與其同名柵格數(shù)據(jù)套合的偏差應(yīng)在平面位置中誤差允許的范圍內(nèi)。對變化要素進(jìn)行圖形采集，或利用補(bǔ)充參考的地圖資料目視進(jìn)行轉(zhuǎn)繪、修改或增加地物要素[3]。

2各種更新方式分析對比

遙感影像能全面反映某一時(shí)間節(jié)點(diǎn)上城市地形的現(xiàn)狀，地形更新的精度主要取決于利用的遙感影像的空間分辨率，而且成圖比例尺越大，外業(yè)的工作量也越大，適合于中、小比例尺地形圖的定期更新；數(shù)字化測圖通過巡查能及時(shí)反映城市地形的變化，地形更新的精度也高，但內(nèi)、外業(yè)工作量都比較大，適合于各類比例尺的定期或?qū)崟r(shí)更新；日常業(yè)務(wù)測量成果能實(shí)時(shí)反映城市地物的變化，且工作量和成本都比較低，地形更新的精度也高，但其分布零散、不能全面反映城市的整體變化情況，適合于作為輔助手段應(yīng)用于大比例尺地形圖的更新；縮編則取決于其利用的較大比例尺地形圖的更新情況，一般在城市大比例尺更新較為完善的情況下，作為輔助手段應(yīng)用于中、小比例尺地形圖的更新；數(shù)字柵格地圖轉(zhuǎn)繪法的更新情況主要取決于其利用的數(shù)字柵格地圖(DRG)，適合于各種比例尺地形圖的定期更新。

通過上述對比分析可知，單一的更新方式已不能滿足城市基本比例尺地形快速更新的需求。從城市自身測繪管理的現(xiàn)狀出發(fā)，合理利用多種更新方式、建立一套適合城市自身發(fā)展的準(zhǔn)實(shí)時(shí)更新機(jī)制，能有效滿足城市建設(shè)對基本地形圖的需求。各種更新方式優(yōu)劣對比如表2所示。

表2　各類更新方式優(yōu)劣對比

注：對比費(fèi)用不包含業(yè)務(wù)測繪成果、DRG的生產(chǎn)費(fèi)用以及遙感影像的購買費(fèi)用

3順德基本地形圖更新機(jī)制

3.1基本比例尺地形圖更新現(xiàn)狀

佛山市順德區(qū)主要利用的地形圖比例尺為1∶500和1∶2 000兩種。1∶500地形圖是順德基礎(chǔ)地形圖的核心，廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)的各個(gè)行業(yè)；1∶2 000地形圖則主要是作為底圖，應(yīng)用于城市規(guī)劃的編制工作。順德每年可用于城市基礎(chǔ)地形圖更新的數(shù)據(jù)主要有3類：

1)1∶500全野外數(shù)字化地形修測成果；

2)宗地房產(chǎn)測量、工程測量等業(yè)務(wù)測量成果；

3)國土執(zhí)法衛(wèi)片、航片。

在已有測繪成果的基礎(chǔ)上通過多年的探索與實(shí)踐，順德已初步建立基本比例尺地形圖的準(zhǔn)實(shí)時(shí)更新機(jī)制：1∶500地形圖是以每年1∶500全野外數(shù)字化地形修測的定期更新為主，輔以利用宗地房產(chǎn)測量、工程測量等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新；1∶2 000地形庫則分為兩種：一種是利用航空影像數(shù)字化成圖，其精度高、圖面整體性好，但實(shí)時(shí)性較差；一種是根據(jù)用圖的需要實(shí)時(shí)利用最新的1∶500地形庫進(jìn)行局部或整體的全自動縮編，其時(shí)效性較好，但精度、圖面整體性方面相對較差。

3.2存在的問題

1)1∶500地形圖方面，由于每年更新經(jīng)費(fèi)的限制，在項(xiàng)目運(yùn)作過程中會對更新區(qū)域有所取舍。在同等情況下承接項(xiàng)目的測量單位為了節(jié)省成本，會優(yōu)先選擇空曠、面積較大的更新區(qū)域(如郊區(qū)的魚塘、花圃種植區(qū))，從而導(dǎo)致城市內(nèi)部一些急需更新的區(qū)域未能實(shí)現(xiàn)有效的更新。

2)1∶2 000圖方面，兩套圖的同時(shí)存在雖然在某幾個(gè)特定的用圖方面滿足城市建設(shè)的需求，但隨著城市基礎(chǔ)共享平臺的進(jìn)一步完善，基本地形圖的應(yīng)用范圍會越來越廣。

3)1∶500到1∶2 000縮編方面，每進(jìn)行一次全庫的縮編，需要較長的時(shí)間(7～10 d)和大量的人工輔助來完成，實(shí)際操作中無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新。

3.3更新機(jī)制優(yōu)化

借鑒各方面經(jīng)驗(yàn)，對順德現(xiàn)有的地形圖動態(tài)更新機(jī)制進(jìn)行改進(jìn)，完善基本比例尺地形圖動態(tài)聯(lián)動更新機(jī)制(見圖1)：

1)1∶500地形圖可借鑒北京、廣州等城市基本地形圖更新的經(jīng)驗(yàn)[4-5]，分片、分期進(jìn)行動態(tài)實(shí)時(shí)滾動更新：即首先根據(jù)城市內(nèi)部的發(fā)展差異，將順德細(xì)分為若干個(gè)片區(qū)，然后針對不同片區(qū)的發(fā)展情況，制定不同的更新周期，實(shí)行有針對性的重點(diǎn)更新。

2)1∶2 000地形圖可定期(每3年)利用航空影像數(shù)字化建立一個(gè)初始庫，然后在初始庫的基礎(chǔ)上，對于整體性要求較高的道路、河流等框架數(shù)據(jù)，定期(每6個(gè)月)自動輔以人工方式進(jìn)行全庫的縮編更新，對于非框架數(shù)據(jù)則根據(jù)每天1∶500地形圖中變化的圖幅，實(shí)時(shí)進(jìn)行全自動的縮編更新。

圖1　基本比例尺地形圖動態(tài)聯(lián)動更新機(jī)制

4結(jié)束語

隨著測繪技術(shù)的發(fā)展，城市基本地形圖數(shù)據(jù)的獲取方式也越來越豐富。本文在順德現(xiàn)有的準(zhǔn)實(shí)時(shí)更新機(jī)制的基礎(chǔ)上，合理利用多種更新方式，提出一種基本比例尺地形圖更新的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)1∶500地形圖與1∶2 000地形圖的動態(tài)聯(lián)動更新。

參考文獻(xiàn)：

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[3]國家測繪局測繪標(biāo)準(zhǔn)化研究所.GB/T 14268-2008國家基本比例尺地形圖更新規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

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[責(zé)任編輯：張德福]

A dynamic linkage updating mechanism of the basic scale topographic mapCAO Bing

(Foshan Mapping and Geographic Information Center Shunde District，F(xiàn)oshan 528333，China)

Abstract：With the develpement of surveying and mapping technology，the basic scale topographic map of the city is more and more diversified.This paper summarizes and analyzes the basic scale topographic map update methods.Based on the improvement of the dynamic update mechanism of the existing topographic map of Shunde District，a new dynamic linkage updating mechanism of the basic scale topographic map is proposed.

Key words：remote sensing image；basic scale topographic map；dynamic real time update

中圖分類號：P208

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-7949(2016)05-0078-03

作者簡介：曹兵(1981-)，男，工程師,碩士.

收稿日期：2015-10-25