谈城市古树名木的测绘与信息管理

余音

摘 要：古树名木是国家的宝贵财富，该文提供了古树名木数据测绘遇到问题时的解决方案。探讨由测绘部门承担建立古树名木数据库，纳入当地测绘管理部门的地理信息公共服务平台，利用地市级的天地图平台发布古树名木信息，用于满足分析古树名木的生存环境和保护管理的需求。

关键词：古树名木 保护措施 数据采集 信息发布

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0020-03

古树名木是中华民族悠久历史与文化的象征，是时代文明的象征，是绿色文化、活的化石，是自然界和前人留给我们的无价之宝，它具有重要的科学、文化、经济价值。如图1所示百年名木胡颓子。古树名木枝繁叶茂，长盛不衰，营造出人与自然和谐相处的美丽佳境。建设生态文明，推崇人与自然和谐相处，就是要为古树名木提供更多更好的生存条件，让它获得充足的阳光、水分、土壤和肥力。全国许多城市古树名木的健康状况不佳的原因首先是由于城市环境变差，古树名木承受着气候恶化、环境污染以及病虫害的侵蚀，不堪重负，加速衰老。其次是源于保护乏力，随着城市建设、经济发展和高速公路的快速发展，大树让楼、大树让路的现象普遍存在，人为擅自砍伐、移植、破坏古树名木现象频频发生。最重要的是一些城市把古树名木简单地看作是一棵树，尚无从历史、文物、文化角度审视保护古树名木的深层次意义，古树被毁意味着一段历史的缺失。市政建设、房产开发和绿地调整改建等各类开发建设项目如不能及时发现古树存在，未采取避让、保护措施，会导致古树周边环境恶化，树木损毁甚至死亡。把古树名木纳入到地形要素中，设定控制范围进行保护，刻不容缓。

保护古树名木，测绘保障必不可少。一方面，通过测绘技术，精准地绘制出每株古树的平面和高程位置，还可以结合相关地形要素获取古树生存区域的条件和环境信息，设定范围，制定规划控制线。另一方面，利用古树名木的测绘成果资料，建立数据库，做好古树名木信息更新、管理和发布服务。让城市规划部门及时了解古树名木位置信息，审批项目时刻提醒并要求各类开发建设项目的企业、单位在设计、开工阶段就采取相应的保护措施；让城市绿容管理部门及时了解古树名木周边环境的变化，是否对它造成伤害；让在居民多一个了解和反馈古树名木信息的网络渠道。

1 古树名木数据测绘

原国家城市建设总局（现住建部）在1982年《关于加强城市和风景名胜区古树名木保护管理意见》中明确指出古树一般指树龄在100年以上的树木，名木指树种有名贵或具有历史特殊意义的树木。根据《中华人民共和国森林法》、国务院《城市园林绿化条例》、全国绿化委员会《关于加强保护古树名木的决定》等法律、法规和文件的规定，古树名木由城市绿化管理部门进行普查、建档和管理。因此，权威部门掌握的古树名木资料，是实施平面和高程测绘的重要依据。据此，实测前先在城市地图上标出古树名木的大致位置，实地踏勘并采集它们的平面坐标和地面高程。例如，上海市绿容局为上海的百年以上古树名木和80年至100年之间的古树名木后续资源都在实地制作了保护牌，为当地测绘部门的测量和每年数据的更新提供了依据。

1.1 平面坐标采集

城市野外地形测量中，实地采集古树的平面坐标时，需要实测古树根部中心的平面坐标。通常利用GPS-RTK方式布设控制点，进行碎部点采集。百年古树树干粗大，春、夏、秋三季枝叶繁茂，影响卫星的信号正常接收，所以如果遇到落叶的乔木（如银杏），可选择在冬季进行测量。部分施测困难地区可以采用交会法确定坐标，特别困难地区则布设图根导线进行施测。

实际作业过程中，通过观测点可以直接测量到树干外围，用钢卷尺量取测点树干的直径。记录观测点所测得的水平角和垂直角，距离需要加上树干的半径进行改正，即可获取古树的根部中心的平面坐标。对古树根部为单根的树干比较容易目测判别测量点，对根部比较发达的古树选择相对中间且较粗的树干根部作为测量点。由于选取作业方法的不同、每株树形状的不同、树干直径大小的不同、作业人员目测能力的不同，都影响到实测点平面坐标的测量精度，所以每株树的测量精度是不一样。根据上海市已实测的2500多株古树名木及后续资源进行综合分析得出其测量精度从0.14m至1m不等。一般地区精度普遍在0.5m之内，困难地区精度则更差些，个别树龄较长、直径5m以上又生长在特别困难地区的古树名木，测量精度误差接近1m。上述精度满足分析古树名木的生存环境和保护管理的需求。

1.1.1 一般地区

首先，采用GPS-RTK方式进行布控，布控制点时要符合GPS虚拟参考站动态测量的相关要求，对所测的成果应有不少于20%的重复抽样检查。布设的控制点应选在易观测到古树根部的位置。如遇到古树群，控制点应尽可能选取在能观测多株古树的位置。其次，设置测站进行平面坐标采集。坐标采集时可参照工程测量碎部点采集的方法，水平角施测半测回，距离测定1次，测距长度不应大于测站定向边长度的1.5倍，对于施测困难的不得大于定向边长的2倍。经纬仪观测树干根部测点时，观测方向要求瞄准树中心，以便距离改正时获取更准确的数据，提高测量精度。最后，数据内业整理。检验野外控制点坐标，根据实测点的平面角、平距的记录值，计算古树中心平面坐标。见图2。它们的平面测量精度一般都小于0.3m，古树树干的胸径在3m以上或根部树干较多的树木，平面测量精度在0.5m以内，都能满足管理部门的需求。

1.1.2 困难地区

由于城市中心区域建筑物比较密集，古树栽种位置的空间非常狭窄，GPS-RTK布控点不适合观测。如果它周围有如房角特征点等固定地物，是通过野外数字测量取得的数据，这样就可以采用交会法进行测量，见图3。利用大比例尺地形图中固定地物的实测点，对古树中心位置交会至少3个方向点。由于古树树干比较粗壮，交会时量测古树中心位置同侧的距离，利用相交的三个点画三点圆，取该圆的中心点作为古树中心位置数据。其中前方交会的交会角应大于30°、小于150°；直角交会、直线交会的交会边长应小于固定边长的1/2。困难地区计算出的树中心位置的平面精度一般都小于0.5m，古树树干的胸径在3m以上或根部树干较多的树木，平面测量精度在1m以内，基本满足管理部门的需求。

1.1.3 特别困难地区

城市的郊外有些地方卫星接收信号非常差，附近也没有实测的固定地物可以利用，这时只有通过图根导线布设来获得控制点坐标，再用碎部点采集的方法完成数据计算，取得古树的平面位置坐标。见表1。用图根导线方式布控时，应符合城市数字地形测量规范的相关要求，导线的形状应尽可能布设成等边直伸，不得层层环套和交叉重迭，同级符合一次为限。特别困难地区的平面测量精度与一般困难地区相同。

II级测距仪每千米测距中误差mD应满足：5mm

1.1.4 其它特殊区域

城市中还有些测量人员不能进入的特殊区域，如驻沪的使领馆。如果古树名木时落叶乔木，可利用城市冬季最新的航摄数据，通过立体像对判定的方法，采集到平面精度在1m以内的树中心坐标。其它树种因百年古树树冠庞大，不能准确的找到树根部的中心位置，精度可能都在1m以上。所以，测量人员不能进入施测得特殊区域，平面位置成果不能公开，但可供相关部门作为参考。

1.2 地面标高采集

如果每株古树名木都有实测的地面标高数据，那么就可以准确地知道周边的地势变化是否对该树木造成影响。选取古树名木标高测量的范围应在树冠垂直投影的外侧，如有古树名木的规划保护范围线，则可以选在两者之间。树冠从树体结构上分，主要由骨干枝和辅养枝组成。树冠的垂直投影，可理解为枝叶覆盖最大区域在地面的投影。为防止周边待建区域的建设造成古树养护的水源流失，实际测量时，应选取地势相对较低的土壤进行测量，或测量两点以上地势较低地面，标记所测的最低标高点作为成果上交。古树保护需求的高程精度，单位只需精确到分米。测量方法仍可选取GPS-RTK方式直接进行测量，或利用GPS-RTK方式布控，作为施测困难地区的起算点，采用图根水准的方式进行高程控制测量。一般地区和困难地区的测量方法都能满足高程精度要求。见图4。

1.2.1 一般地区

可以采用动态GPS方式直接对土壤表面进行高程控制测量，数据密集区域可以动态GPS布设高程控制点，用测量散点标高的方式记录并计算土壤标高。动态GPS的高程采集除符合虚拟参考站动态测量的相关要求外，为保证数据的可靠性，同一测区最少要求布设两点，每点均应独立初始化四次，每次采集二组，一组数据采集时间应大于30s。

1.2.2 困难地区

对城市中卫星接收信号非常差的区域，认为是困难地区。因无法直接用仪器来读取或记录高程数据，所以只能采用图根水准方式进行高程控制测量。利用周边区域较近的图根精度以上的水准点作为已知高程控制点，或选取最近的卫星信号接收区域布设已知高程控制点，再进行图根水准支线的往返测量或附合路线的单程测量，计算出土壤标高值。见表2。

2 古树名木数据库的管理

城市建立古树名木数据库，就是在野外数据采集的基础上，建立古树名木信息的有效管理系统。古树名木数据是整个数据库的核心，数据的正确、科学与否是建立数据库成功与否的关键，所以进入数据库的数据质量，将影响整个数据库的运行安全和数据的可靠性。

2.1 数据入库

（1）数据准备：古树名木的平面和高程坐标文件，结合城市古树名木管理部门提供的信息，形成一个MDO文件。

（2）数据录入：使用EPS测量软件，在外业生产界面新建EDB工程，利用工具条上的【数据转换】->

【更新调入MDO数据】->【EDB文件】。

（3）数据编辑：数据入库后，选择对应的古树，可以对指定的古树数据进行修改、删除和增加等编辑处理。

·修改古树属性变化（如：编号、科目等）的，在右侧操作窗口修改相应的属性值。

·修改古树平面坐标的，在右侧操作窗口修改相应的坐标值。

·删除古树，通常是树木死亡或移植等情况，在数据库中可以直接删除数据。

·新增古树：选择加点（输入古树编码），输入该点坐标，点击标注，填写属性。

（4）数据检查：建库单位在数据质量检查后，对检查合格的成果数据进行入库，并对入库后的数据进行交叉检查，形成最终成果。

2.2 数据管理

（1）数据格式：使用独立代码在数据库中对应的条目记录古树的各类信息，编制记录表格。表3可供参考。

（2）数据内容：录入古树名木的具体位置坐标和土壤标高外，还需录入古树名木最基础的信息，如树木编号、科名、树冠、地理位置等，如有必要还可以增加生长势、病虫害、养护等有关资料。

（3）数据维护：根据古树管理部门的需求，对已入库的古树名木数据进行维护。包括古树名木数据的新增、修改和删除。通过古树名木的维护信息不仅可以清楚地了解到每株古树的生长状况、环境改变情况、保护管理措施等，还为今后的保护管理工作提供了可靠而明确的数据保障。

3 信息发布与管理

古树名木是历史和祖先留给我们的宝贵财富。历史的沧海桑田，岁月风云变迁的吉光片羽都深深地烙印在古树的年轮中，应该让更多的市民认识它、爱护它、守护它。保护古树名木不仅仅是城市各级镇、街道和有关部门管理部门的事情，建设单位、每位市民都是参与对古树名木保护的一份子。古树名木的信息，一方面加载到城市基础地理信息数据库中，在城市的地形图中输出，建设单位在第一时间就能发现古树所在位置，工程设计阶段就可以及时规划，避免改变和破坏原有古树周边的生态环境。因涉及国家基础测绘管理，该文在此不进行赘述。另一方面在天地图平台上作为专题数据进行发布，是城市居民了解城市“古树名木”的重要窗口，也是维护管理古树名木信息资源的一个有效方法。根据用户的不同需求还可以增加不同界面方便使用。以下就古树名木信息在我国的地理信息公共服务平台上发布进行可行性分析，提供可获取数据共享的技术服务，并简述用于信息发布与管理的运维制度。

3.1 共享古树名木数据库信息

3.1.1 信息服务平台简介

地理信息公共服务平台是一个面向政府、公众和行业用户的、开放式的信息服务平台，是国民经济和社会信息的空间载体，也是实现地理信息资源“一站式”网络服务的技术实体。“天地图”是国家测绘地理信息局开发的由国家主节点以及其他省市分节点的互联互通平台。以上海的地理信息公共服务平台的公众版（上海·天地图）平台为例，该网站囊括了全市130万条地名地址、0.5米分辨率航空影像、830条公交和轨道交通线路等信息，数据广泛应用于城市规划、国土资源、城市交通、公安、消防、水务、工商行政、园林绿化、环境保护、城市网格化管理等政府管理方面。上海的古树名木信息可实现在地理信息公共服务平台上进行数据的发布、更新和删除管理。

3.1.2 数据共享

应用Web的GIS数据共享技术能解决跨网络应用集成问题的开发，对分布式异构的地理信息资源进行组织和管理，实现在多重网络环境下地理信息资源的网络化服务与共享。古树名木数据资源就是通过该技术服务解决跨平台信息访问和GIS数据异构空间互操作问题，最终实现数据共享。

3.2 建立信息平台的管理制度

（1）建立名录：平台的运维部门对长期使用古树名木信息的用户，建立用户名录。按管理部门、建设单位和普通市民等用户需求类别，做好用户名录的分类和管理工作。

（2）数据应用：平台的运维部门做好用户应用情况的统计汇总工作，了解平台用户使用信息的情况并做好统计。

（3）意见处理：平台的运维部门做好用户意见和建议的收集、分类和分析，与用户及时进行沟通，结果上报主管部门。

（4）后期服务：因维护或更换网址需要暂停平台相关服务的，运维部门须提前24 h以公告、邮件、电话等形式通知用户，并在服务恢复后及时告知。

5 结语

保护古树名木不单单是出于生态环境的需要，更是对泱泱大国古老文明的保护。同时，古树对研究千百年来的气候、水土、空气等自然变化有着重要的史料价值，是十分珍贵的“绿色文物”，理应像保护出土文物一样保护古树。做好保护工作，古树名木的管理部门与专业的测量部门相互合作与民众的积极参与都至关重要。因此，应该从最基础的树木测量开始，然后将古树名木纳入数据库统一管理，实现在政府公益性平台上的发布，并完善平台的信息反馈功能，让全民共同参与到监测和保护古树名木的行列中。

参考文献

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