基于多源数据的城市道路更新方法研究

2022-03-25陈桂秋

辽宁自然资源 2022年1期

陈桂秋

（沈阳市勘察测绘研究院有限公司，辽宁沈阳 110004）

道路网络是城市的骨架，是整个城市的“生命线”，是城市社会经济活动、交通运输赖以进行的物质载体。全面准确的路网信息作为智慧城市的重要基础之一，在城市规划、交通管理以及大众出行等方面具有重要意义和价值[1]。城市道路是地理信息数据服务重要的专题数据之一，城市道路更新是服务于中心城市发展建设的要求，完善、标准的道路属性能为处置自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、社会安全事件等应急救援工作提供重要参考。

一、更新内容与方法

城市道路更新覆盖的要素有城市道路、城际道路、轨道交通、道路附属设施等，数据构成包括道路中心线、道路面、路面高程。数据更新（图1）包括道路中心线的更新、道路构面、道路高程点的提取，城市道路数据的更新和维护主要包括空间数据和非空间数据更新[2]。

以作业区域内国情监测数据、市情监测数据库中道路中心线数据为基础，利用高分辨率遥感影像数据、已有的地形图数据等资源为重要参考数据，收集、整合多种城市道路专题数据，采用自动与人机交互数据处理、多源信息辅助数据采集与融合、外业调查、空间量算等技术与方法，内外业相结合更新城市道路，完善道路专题属性信息，建设城市道路专题数据库，提高成果管理和应用的兼容性、现势性和多样性（图2）。

二、道路中心线更新

正确表示道路中心线的类别、等级、位置及其他专题属性信息，反映城市道路的结构特征、通行状况、分布密度等。在地形图和数字正射影像图的基础上更新道路中心线，主要包括城际道路、城市道路、轨道交通、道路附属设施。

城际道路包括：高速公路、国道、省道、县道（县域内连接乡镇及较大村庄的道路）、乡道（乡域内连接村与村之间的道路）；城市道路包括：快速路、主干道、次干道、支路、内部路（选取更新）；轨道交通包括：铁路、地铁、有轨电车；道路附属设施包括：桥梁、隧道、高架路。

1.空间数据更新

以线要素表达的道路应保证线段的连续并与相接的道路构成连通网络。城市道路更新范围为县级及以上政府驻地所在城镇内快速路和城市街道的道路中心线，以及该范围内其他起路网联通作用的主要道路中心线；所有城市轨道交通的地面线需更新；道路附属设施中高架桥、隧道全部更新，桥梁（铁路、公路）全部更新，桥梁（人行）选取更新。

城市道路如果为某条公路贯穿连通必不可少的组成部分，需同时在公路层表示，以保证这条公路贯穿连通。与高等级公路相连的城市道路无论长短、宽窄均应表示。在路网中起连通作用的乡村道路均应表示。如果相交的道路相通，在道路中心线相交处打断生成两条线段。当路面宽度不同、铺设材料变化时道路中心线需拓扑打断。

道路中心线空间数据的更新包括采集新增道路、处理消亡道路、核改变化道路、删除重复道路。

（1）采集新增道路：为保证数据成果精度及现势性，城区新增道路参照最新地形图数据更新道路中心线。城市道路更新范围是支路及以上等级全部采集，内部路选取采集；城区外新增道路参照最新影像数据更新道路，更新范围为乡道及以上等级，村内路不采集。

（2）处理消亡道路：在数据库中隐藏，不执行删除操作。标记为历史信息，数据应用时默认存储但不表达。

（3）核改变化道路：道路走向变化、起止节点变化、宽度变化等情况，按照实际情况修改。

（4）删除重复道路：核查重复道路数据，删除无用数据。

2.属性数据更新

空间数据为同一道路中心线，城市道路名称与公路名称不同的，两个名称都保留在数据库中。道路等级、铺设材料等其他属性项，以该段道路主要路段的技术等级、铺设材料为准，铺设材料通过最新影像或外业调查核实更新。

数据来源的标识能够为城市道路成果数据的应用服务提供参考，确定数据精度能否符合要求。空间数据重新采集或者属性数据更新的情况，需要标识数据来源，即资料来自哪里，是其他专题材料，还是外业调绘核实。例如标记空间数据采集方式是依据地形图、外业实测、还是依据遥感影像采集等。

所有数据均应明确标示其产生和消亡时间。产生和消亡时间采用实体自然产生和消亡的时间，以其管辖部门业务规则为依据，若无相关信息则填写缺省值，同时记录测绘数据生产、更新时间。

三、道路面更新

道路面更新的数据范围是城际道路（高速公路、国道、省道、县道）、城市道路（快速路、主干道、次干道、支路、内部路）、道路附属设施（桥梁、隧道、高架路）。基础数据为地形图数据库中提取的道路面数据，新增道路面数据的更新，通过道路中心线属性结构中宽度数据制作缓冲区模型，叠加在遥感影像，以影像为底图参考调整修正。

1.空间数据更新

以面表达的道路要素应保证面的封闭，构面表达时边界以最外围路边线为标准。若不能通过地形图提取或路宽数据缓冲创建道路面，则以遥感影像数据为参考，在保证数据精度的前提下，将道路中线平移至道路最外侧边界处，构建道路面。

正确处理要素间的空间关系，保证要素间空间关系的合理与逻辑一致。名称相同的但在交叉路口处断开的道路面，要保证道路面在拓扑关系上可以无缝合并，不应出现道路面与面之间的重叠或相交。相交道路面的表达方法参照道路中心线的断开方式，道路中心线断开的道路要素对应的道路面要素也要断开（图3，图4）。

道路面空间数据的更新包括新增道路构面、处理消亡道路面、核改变化道路面、删除重复道路面，处理原则与道路中心线一致。

2.属性数据更新

道路面与中心线的数据结构不同，编码中图形代码应有所区分。字段中记录“面积”属性，其他属性字段沿用道路中心线属性数据。

四、道路高程数据更新

为扩大城市道路数据的应用范围，从地形图数据或DEM数据中提取高程数据，使用道路面裁切出城市道路高程，数据结构以点数据形式存储，高程值信息作为属性数据存储表达。数据成果能够为城市规划建设和道路规划建设提供准确的高程和平面位置参考。

五、外业调查及数据采集

鉴于城市道路更新数据涉及的范围广，属性数据内容繁多，对于无法根据现有资料确定数据准确性的情况，需要外业核实确认，方式方法包括外业测量、无人机航拍等。对内业不能采集的道路中心线空间数据、没有权威资料支持的属性数据核实确认和补调、对收集利用的专题信息进行核查，内业在进行数据采集时对有疑问的重点圈出范围，外业重点核查。留下的资料和记录可为使用成果的用户提供判断数据质量情况的客观依据，并据此合理有效地利用数据成果。