大数据背景下的城市大比例尺地形图更新分析

2021-12-30

科学与信息化 2021年7期

石柱土家族自治县城乡规划测绘有限公司重庆 409100

前言

城市大比例地形图的应用方向，主要是地形勘察、国土规划和城市建设，其作用是模拟实际地形，为建筑施工提供参照及引导。随着大数据时代来临，对更新地形图所用机制、手段加以调整成为大势所趋，只有这样才能使地形图表现出理想的时效性，确保政府、企业及群众所提出的需求，均可最大限度得到满足。

1 更新大比例尺地形图的难点

1.1 数据库更新滞后

在城市建设与管理等方面，地形图往往发挥着无法被替代的作用，但对其加以应用的主体多为技术部门。随着信息时代的到来，地理信息产业与群众联系愈发密切，可以说，地理信息已经融入日常生活及工作的各个方面，例如，人们更倾向于利用GIS进行导航或手机定位[1]。而更新原有地形图的平台，主要是CAD和Microstation，上述平台和GIS的兼容性较差，长此以往，不仅更新成果为群众所提供的帮助有限，智能化水平也没有达到预期的缩编模式，还会使各项工作陷入“现有资源与需求不匹配”的困境。

1.2 历史数据未得到科学利用

地形图持续加快的更新速度，使勘测部门纷纷积累了大量数据，对测绘行业而言，这便是大数据时代来临的直接表现。在很长一段时间内，受技术制约，上述历史数据均存储在纸质载体上，这样做既不利于综合利用体的形成，又制约着测绘资金的利用，另外，纸质档案损坏和丢失的情况始终没有得到解决。

1.3 更新成本与日俱增

在城市化进程持续推进的当下，不仅城区扩张速度极快，地形图覆盖的范围和面积也有所增加，只有加大物力和人力资源的投入力度，才能达到定期更新的标准，地形图方可保有理想的时效性。由此可见，更新成本增加的情况难以避免，如何减缓增加速度，现已成为人们主要关心的问题。

1.4 难以做到及时发现地形变化

对地形图进行更新的前提，便是对变化进行及时发现和精确统计，原有全要素更新模式，通常要凭借人工巡视，才能明确地形变化，另外，统计人工巡视所获得信息的工作，往往需要投入大量精力与时间，即便如此，其时效性仍难以得到保证。近年，被用来研究地形变化的数据，又新加入了遥感数据、航空数据，这样做所带来的积极影响，便是大面积区域变化能够被及时发现，但仍有亟待解决的问题存在，即：违法建筑、点状地物等微小变化，仍然难以做到实时更新，另外，受获取时间影响，无论是卫片还是航片，均有较为明显的滞后性存在。

2 基于大数据的地形图更新策略

要想使上述问题得到解决，关键是明确问题成因并制定相应策略，例如：

2.1 利用信息技术建设数据库

研究表明，要想最大限度压缩更新成果转变为电子地图需要花费的时间，使政府需求得到满足，利用信息技术建设数据库很有必要。数据库主要被用来对地形数据进行统计、分析与计算，确保地形图具有理想精确度，由此可见，建设数据库是制作城市地形图的重要步骤，对大比例尺是否科学且有效，具有决定性作用，只有做到与时俱进，才能使潜在问题迎刃而解[2]。另外，研究人员还应以信息技术为依托，通过开发缩编软件的方式，降低地形图使用难度，真正做到为政府、为群众提供便利。如果条件允许，研究人员可选择与高校、测绘部门达成合作关系，充分利用二者的优势，完成建设数据库等工作，为开发缩编软件提供理论与技术支持。

2.2 加大历史数据的挖掘力度

数据挖掘程度与信息利用程度密切相关，现有挖掘技术难以使开发应用所提出的需求得到满足，其中，最具代表性的问题便是历史数据功能发挥有限。历史数据是人们了解旧城规划、设计和更新资料的主要来源。要想使其得到充分利用，研究人员应以大数据为依托，对查询、浏览地形图的系统进行设计。日前，某市便已将上述系统投入使用，该系统的功能有：①查询并管理某区域地形图的历史覆盖情况；②显示地形图在不同时期的差异。事实证明，随着该系统得到推广，不仅历史数据得到了维护，其挖掘和利用率降低的问题也得到了解决，在确定建筑年代、为名城提供保护等方面，均发挥了极为重要的作用。

2.3 将多元数据用于更新工作

近年来，测绘装备、测绘技术持续更新，以无人机和移动道路测量为代表的测绘设备，现已得到大力推广和运用，对地形图进行测绘并更新的原有模式，逐渐被社会淘汰。在常规扫描、带状测绘难以发挥出自身优势的地区，利用上述技术开展测绘工作，既能够使测绘质效得到保证，还可使测绘成本大幅降低。除此之外，机载LiDAR也要引起重视，该技术适合被用来对大面积区域进行测绘，常规航空摄影测量要提前布设成像控制点，机载LiDAR则省略了像控点的布设环节，不需要对立体像对加以构建，而拍摄所用高清数码相机，既能够做到清晰判读影像，又可以解决原有技术分界不明显的问题，出图速度也有所提升。

2.4 定期优化地形图发现手段

利用卫星遥感数据、航空数据，基于作业单位、区域及人员固定的模式，确保细微变化能够被尽数发现。目前，研究人员的目光普遍聚焦于“如何利用测量数据对地形图进行更新”，某市便创造性地提出了网格更新模式，简单来说，就是根据自然水域和路网情况，将作业区域划分成多个1km2左右的网格单元，由测量人员利用现有交换系统与绘制系统，对网格变化进行实时跟进和统计，确保日后所开展动态更新工作，具备统筹依据，而专业人员所制定决策的科学性，通常也可得到保证[3]。