地理國(guó)情普查成果在海綿城市基礎(chǔ)底圖制作的應(yīng)用

劉燕娟 施波

摘要：文章以南寧市海綿城市示范區(qū)建設(shè)為例，通過(guò)分析海綿城市建設(shè)的應(yīng)用需求，對(duì)地理國(guó)情普查成果數(shù)據(jù)進(jìn)行信息分析與挖掘，制作海綿城市基礎(chǔ)底圖，為海綿城市建設(shè)提供參考底圖。

關(guān)鍵字：地理國(guó)情普查 海綿城市 信息分析與挖掘 基礎(chǔ)底圖

1 引言

近年來(lái)候條件惡化日益嚴(yán)重，在暴雨侵襲下各大城市都遭受嚴(yán)重的內(nèi)澇災(zāi)害，我國(guó)城市內(nèi)澇領(lǐng)繁要原因是城鎮(zhèn)化建設(shè)過(guò)程中，追求速度過(guò)于粗礦，城市排水防澇缺乏系統(tǒng)規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)體系不完善、防澇設(shè)施建設(shè)滯后、河湖水系披隨意侵占。海綿城市是指城市能夠像海綿樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水蓄水滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放” 并加以利用，海綿城市的建設(shè)是解決我國(guó)水環(huán)的問(wèn)題的客觀需求。解決我國(guó)城市面臨的逢雨必澇、雨停即旱、水資源匱乏、徑流污染與合流制污所帶來(lái)的面源污染等問(wèn)題，海綿城市是最可持續(xù)的城市水環(huán)境系統(tǒng)整體解決方案。

因此我國(guó)提出要建設(shè)海綿城市。地理國(guó)情普查是一項(xiàng)重大的國(guó)情國(guó)力調(diào)查，全面獲取了地理國(guó)情信息，掌握了地表自然、生態(tài)、以及人類活動(dòng)基本情況，其成果對(duì)于海綿城市建設(shè)有很大的助力。本文結(jié)合海綿城市建設(shè)的應(yīng)用需求，通過(guò)對(duì)地理國(guó)情普查成果數(shù)據(jù)進(jìn)行信息分析與挖掘，制作海綿城市基礎(chǔ)底圖，為南寧市海綿城市示范區(qū)建設(shè)提供參考底圖。

2基礎(chǔ)底圖總體要求

2.1數(shù)據(jù)有效覆蓋范圍

數(shù)據(jù)有效覆蓋南寧市海綿城市示范區(qū)。南寧市海綿城市示范區(qū)范圍如圖1紅線所示。

2.2數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

南寧市海綿城市示范區(qū)平面基準(zhǔn)采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，高程基準(zhǔn)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，投影方式采用高斯-克呂格投影，采用3°分帶，中央子午線為108°。

2.3? 數(shù)據(jù)內(nèi)容

基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)內(nèi)容為示范區(qū)的地表覆蓋矢量數(shù)據(jù)，包括綠地、水域、裸露地、道路、房屋、硬化地表6類數(shù)據(jù)，按面狀要素采集，要素屬性包含類別、面積、位置等信息。基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)需要精確統(tǒng)計(jì)分析城市下墊面情況，滿足海綿城市系統(tǒng)生態(tài)模擬需求，為踐行“源頭減排、過(guò)程控制、系統(tǒng)治理”的技術(shù)路線，因地制宜、灰綠結(jié)合，采用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等管控方法綜合施策，實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)的綜合目標(biāo)提供數(shù)據(jù)支撐。

2.4 數(shù)據(jù)采集精度要求

2.4.1平面精度

數(shù)據(jù)采集精度，即采集的地物界線和位置與影像上地物的邊界和位置的對(duì)應(yīng)程度。影像上分界明顯的地表覆蓋分類界線的采集精度應(yīng)控制在5個(gè)像素以內(nèi)。特殊情況，如高層建筑遮擋、陰影等，采集精度原則上控制在10像素以內(nèi)。如果采用影像分辨率差于1米，原則上對(duì)應(yīng)的采集精度控制在實(shí)地5米，特殊情況控制在10米以內(nèi)。

2.4.2分類精度

對(duì)于地表覆蓋分類數(shù)據(jù)，應(yīng)采用包括外業(yè)調(diào)繪核查、交叉復(fù)核等多種措施，并加強(qiáng)過(guò)程質(zhì)量控制，確保地表覆蓋正確率。

3地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)成果資料分析

廣西第一次全國(guó)地理地理國(guó)情普查于2013年至2015年完成，采集對(duì)象為全區(qū)范圍內(nèi)地表自然和人文地理要素。自然地理要素包括植被覆蓋、水域、荒漠與裸露地等。人文地理要素包括與人類活動(dòng)密切相關(guān)的交通網(wǎng)絡(luò)、居民地與設(shè)施、地理單元等。廣西第一次全國(guó)地理國(guó)情普查成果數(shù)據(jù)作為南寧市海綿城市示范區(qū)建設(shè)基礎(chǔ)底圖主要參考資料。

3.1地理國(guó)情普查DOM

地理國(guó)情普查形成的高分辨率遙感影像資料、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)核準(zhǔn)正射影像和2016-2017年監(jiān)測(cè)或第三次全國(guó)土地調(diào)查等其他工作中形成的高分辨率正射影像是本次基礎(chǔ)底圖制作主要參考資料，用于疊加分析。

3.2 地理國(guó)情普查地表覆蓋分類數(shù)據(jù)

廣西第一次全國(guó)地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)覆蓋南寧海綿城市示范區(qū)范圍，現(xiàn)勢(shì)性為2015年6月，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系、6度分帶。數(shù)據(jù)包含分為耕地、園地、林地、草地、房屋建筑區(qū)、道路、構(gòu)筑物、人工堆掘地、荒漠與裸露地表、水域等10個(gè)一級(jí)類，45個(gè)二級(jí)類、84個(gè)三級(jí)類，該數(shù)據(jù)主要用于示范區(qū)基礎(chǔ)參考底圖綠地、水域、裸露地、道路、房屋、硬化地表的提取。

4基礎(chǔ)底圖制作技術(shù)流程

利用地理國(guó)情普查地表覆蓋分類數(shù)據(jù)進(jìn)行信息分析與挖掘，提取南寧海綿城市示范區(qū)所需綠地、水域、裸露地、道路、房屋、硬化地表6類覆蓋數(shù)據(jù)，疊加現(xiàn)勢(shì)性、空間分辨率符合海綿城市示范區(qū)要求的數(shù)字正攝影像圖更新采集，生成基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)，技術(shù)流程如圖2所示。

4.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

對(duì)地理國(guó)情普查地表覆蓋分類數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式、坐標(biāo)系統(tǒng)、高程基準(zhǔn)、投影帶等進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使數(shù)據(jù)符合基礎(chǔ)底圖的要求。

4.2 信息分析與挖掘

對(duì)預(yù)處理后的地表覆蓋分類數(shù)據(jù)進(jìn)行信息分析與挖掘，按地表覆蓋分類碼提取綠地、水域、裸露地、道路、房屋、硬化地表6類數(shù)據(jù)。

4.3DOM疊加分析

以DOM影像為背景疊加提取的綠地、水域、裸露地、道路、房屋、硬化地表6類覆蓋數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新采集，要素采集的作業(yè)方法參照航空攝影測(cè)量法數(shù)據(jù)采集要求執(zhí)行。從影像上能準(zhǔn)確判繪的綠地、水域、裸露地、道路、房屋、硬化地表等要素，幾何位置依據(jù)DOM影像采集，房屋建筑須進(jìn)行投影差改正。

4.4外業(yè)調(diào)繪核查

將更新后的6類覆蓋數(shù)據(jù)進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪核查，檢查平面精度、分類精度是否符合要求。外業(yè)應(yīng)對(duì)示范區(qū)內(nèi)要素進(jìn)行調(diào)繪核查，對(duì)發(fā)現(xiàn)變化的地物（包括內(nèi)判預(yù)采集地物、標(biāo)注地物）做針對(duì)性調(diào)繪;對(duì)不易定位的地物（如被遮擋地物等）補(bǔ)調(diào);可以平板電腦或PDA為載體，利用GPS進(jìn)行實(shí)時(shí)精確定位，通過(guò)GPRS實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)銜接，利用軟件系統(tǒng)加載影像、矢量地圖數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)外業(yè)調(diào)繪快速更新。

4.4數(shù)據(jù)編輯整理

針對(duì)外業(yè)核查的問(wèn)題進(jìn)行編輯整理，使覆蓋數(shù)據(jù)復(fù)核精度要求。基于外業(yè)調(diào)繪成果，結(jié)合DOM成果，進(jìn)行矢量采集。基本技術(shù)要求如下：要素位置按照地物的真實(shí)位置采集。對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯與整理，重點(diǎn)內(nèi)容如下所示：針對(duì)定位錯(cuò)誤、拓?fù)潢P(guān)系、圖層及屬性錯(cuò)誤情況等，進(jìn)行自動(dòng)處理和交互式處理;消除要素的圖形遺漏;消除要素間相互矛盾、線條不平滑等不合理現(xiàn)象;處理好要素間的相互關(guān)系，合理處理與未變化要素關(guān)系。

4.5質(zhì)量控制

基礎(chǔ)底圖質(zhì)量控制采用軟件檢查和人工檢查交互的方法，先采用質(zhì)檢軟件對(duì)數(shù)據(jù)成果進(jìn)行規(guī)則檢查，質(zhì)檢結(jié)果導(dǎo)出后，進(jìn)行人工排查及修改。反復(fù)上述過(guò)程直至成果質(zhì)量符合要求。

5結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)城市開(kāi)發(fā)建設(shè)模式，破壞了水的循環(huán)路徑，使水文特征發(fā)生變化，對(duì)城市水生態(tài)、水環(huán)境、水資源等造成巨大影響，放大了災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)海綿城市的建設(shè)，在維系山水林天湖草生態(tài)格局的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化雨水徑流管控，最大限度維持城市開(kāi)發(fā)前后水文特征不變，修復(fù)生態(tài)、保護(hù)水環(huán)境、涵養(yǎng)水資源、提高城市防災(zāi)能力。

金山銀山不如綠水青山，隨著生態(tài)文明建設(shè)工作的推進(jìn)，地理國(guó)情普查成果在宏觀決策、減災(zāi)防災(zāi)、生態(tài)文明建設(shè)等領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)日益增多。

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