基础测绘在数字城市建设中的作用及应用分析

郭丽萍

近年来我国城建事业持续推进，市场经济不断发展，为数字城市的建设创造了良好条件，新型基础测绘技术的应用，更是提升了数字城建效率和质量，本文聚焦于此，综合采用文献调查、案例分析等科学手段，对数字城市建设进展、基础测绘应用价值等进行论述，同时明确空间规划、重点工程建设等应用方向，提出了完善采集规范、加强技术开发等应用要点。

在经济格局变更、新业态不断涌现的背景之下，基础测绘现代化特征愈发明显，与网络科技、3S 技术等的结合度愈发紧密，基础地形测绘、大地测量等精度明显提升，房产测量、工程测量也更加可靠，为数字城市建设提供了强大助力，但同时，基础测绘意识淡薄，数据共享性、时效性不足等问题也逐渐凸显出来，有必要在现状分析的基础上，对其应用思路及要点进行深入探究。

一、数字城市建设概念及进展

基础测绘是城市规划的重要支撑，能够在统一的技术标准、规划指引下，对城市信息开展全方位采集，数据采集对象包含城市坐标、高程等基础属性，市政道路、文教设施等附属网络，以及城市等高线、高程点，河流湿地、行政区划等专业信息，工作综合性、繁琐性特征较为明显。20 世纪80 年代以前，基础测绘信息多以纸质文件为载体，覆盖范围有限且共享性不足，进入21 世纪以后，电子文档、磁盘等新兴载体不断涌现，地理信息系统也逐步完善，突破了二维平面地图的限制，数字城建潮流悄然兴起。

数字城建是网络科技、信息工程等综合发展的产物，主张以数字化技术为依托，强化城市基础设施、空间规划等信息的收集整理，并逐步建立起包含城市地理、生态环境，以及经济、人口要素等的复杂体系，为发展规律探寻、城市空间规划等提供依据和方向，保障战略决策的科学性。狭义上看，数字城市彰显了现代化、数字化的城市管理理念，可以在地理信息支撑下，构筑出网络虚拟平台，促进国土、市政、消防等大体量城市信息的综合分析，保障城市规划、建设、运营质量。

二、基础测绘在数字城市建设中的地位作用

1.能够加快数字城市建成速度

进入新常态发展阶段后，基础测绘技术体系得到了进一步的完善和发展，与3S 技术、虚拟建模技术、大数据等技术的融合度愈发紧密，改变了传统工作模式中单一依靠人工测绘开展工作的面貌，数据采集、更新速度明显加快。应用GPS 开展测绘工作时，20km区域内的静态目标，只需经过15min 左右，即可完成精准定位，若项目为静态相对定位，所用时长更是被缩短至2min。同时，RS、GIS 等技术应用，还能够实现地表数据的实时化、全天候采集与存储，从而缩短数据更新周期，改善系统分析处理能力，避免信息失真造成的决策错误、滞后问题，也能够防止土地资源紧缺背景下，由于规划失误造成的民生矛盾，从而加快数字城市建成速度。

2.能够保障数字城市建设质量

作为城市建设先行性工作，基础测绘数据的可靠性、完整性直接影响决策质量，传统测绘模式中，地质、水文、环保等资料类型众多，外业工作量大且负担繁重，测绘过程容易受测绘人员专业水平、情绪态度等因素的干扰和影响。而新时代基础测绘工作中，科技应用频率明显提高，数据测绘精度也相应提升，据相关研究显示，在5km 工作范围内，GPS 精度可以达到6 至10m，100 至150km 工作范围内，定位精度也可达到7 至10m，能够为城建工作提供良好支撑。RS 技术中，航空、高空摄影技术的发展，也极大改善了地理影像的分辨率和清晰度，近年来无人机航摄技术也逐渐进入测绘市场，小巧、灵活的机型为数据采集创造了更加便捷的通道，有助于提升数字城建质量。

3.能够拓宽数字城市发展空间

随着现代科技体系的不断完善，数字城建事业在我国影响范围持续扩大，对区域高新技术产业的发展起到了积极的带动作用，数字城市的智能化特征也愈发明显，在基础测绘的帮助下，不仅能够提升空间规划效率，还能为智能交通、城市安防等项目提供依托，促进医疗信息化、建筑行业节能化等，进一步拓宽数字城市在经济领域的发展空间。同时，现代基础测绘技术的应用，还扩大了数据采集的物理空间，环境、交通等多领域信息被整合至集成化的信息平台之中，以供随时调用查看，能够显著提升土地监管效率，减少废弃、不合理用地行为，促进城市土地的优化利用。

三、基础测绘在数字城市建设中的应用体现

1.应用于城市空间规划

城市规划工作牵涉因素较多，区域、设施功能定位、区间关系设定等的合理性直接影响到规划质量，部分地区旧时经济发展较为滞后，城市规划用图信息错误、遗漏情况较为普遍，且多年未更新改进，很难适应现阶段城市发展需求。数字城市概念的兴起为这一情况的改善指明了思路，首先可以借助GPS 技术开展平面控制量测量，实践环节要做好起算点控制，根据需求布置像片控制点，可结合实际需求增设平高点，最终得到的成果经过加密后，直接存入数据库中，为数字城市模型的搭建奠定基础。其次还应关注外业地形图调绘、内业编辑要求等，统一数据采集项目，比如房屋建筑中应采集项包括建筑结构、层数、使用面积等信息，对于新增地物则要明确基础测绘流程，可采用提前圈定、后期补录信息的工作方案。内业编辑环节应当重点关注数据格式、文件命名等问题，以统一标准开展培训，保障基础测绘数据的可用性，同时配备严格的审核、检查机制，以外业调绘成果为依据，对照各类要素、文字等标注是否正确，符号线是否清晰，图层、颜色以及中心线、骨架线等机检难度较大，可以采用人工辅助的形式，确保空间规划图质量。

2.应用于重点工程建设

重点工程是城市建设中极为关键的部分，与政府发展规划、年度计划等结合紧密，且通常具有持续周期长、参建单位多等特征，基础测绘可以为之提供决策依据，保障城建规划的合理性。以城市绿化工程为例，应用新型测绘技术，首先可以辅助开展城市绿地调查，城市绿地类型较为多样，除常见的公园绿地外，生产绿地、附属绿地等均是较为关键的类型，其斑块分布数量多且面积大小不一，测绘时还可能受到植被动态演替、人工管理改造等的影响。实践时可以采用遥感技术进行绿地调查，装设不同空间、光谱分辨率的传感器辅助工作，全天候、实时化记录对象大小、空间位置等，收集到的数据统一传输至GIS 系统，进行绿地分布变化趋势分析、模型预测等，为绿地的动态监测提供保障。其次还可以用于城市绿地评价，城市绿地率、人均公共绿地率等均是衡量城建质量的关键指标，应用3S 技术，可以对城市绿地面积、形状、连接程度等进行评估，也可从景观建设角度对城市绿化结构开展评价，通过遥感影像计算乔木、灌木、灌草等的面积比例，促进城市景观格局的多样化。

3.应用于公共安全建设

伴随市场经济繁荣、社会面貌变更，各行业领域生产力得到极大解放，带来经济创收的同时，各种安全问题也接踵而至，重大建筑火灾出现频率增加，公共卫生事件国际化趋势显著，再加上自然灾害频频发生，给城市居民人身财产安全造成了极大威胁，数字化公共安全系统的搭建迫在眉睫。从实践角度来看，部分城市受地质、地形条件制约，出现泥石流、岩崩、地震等自然灾害的概率较大，灾害来临时，城市基础设施会在短时间内遭到毁灭性破坏，范围内居民的人身安全也很难得到保障。以基础测绘手段为依托，首先可以提供详实的高风险区域信息，明确区域界限及周边情况，辅助规划城市避难场所，相关的生命线系统如供电、供水设施、通信设施等也可以获得更加科学的设计和协调，保障安全性和便利性，最大限度降低灾害损失。其次，基础测绘所提供的信息还能为救灾指挥、调度提供帮助，在2008 年汶川地震中，测绘部门就曾经整合数据成果，建立起了集灾区观测、遥感监控功能为一体的系统，综合航天、航空、低空信息辅助抢险救援，为救援时间的争取提供了强大助力。

四、基础测绘在数字城市建设中的应用要点

1.明确地理信息资料采集规范

数字城市建设具有鲜明的综合性特征，需要在统筹思想指引下，对交通、水利、国土等各项数据进行整合梳理，专业跨度较大，测绘信息采集的侧重点及行业标准也存在较大差异，实践环节有必要进行规范和统一。首先应当明确各部门数据源差异，可以广泛采集多部门数据源样本，对其分层情况、质量以及属性等进行深入探究，综合数据库建设标准、数学基础等开展分析工作，找出各体系之间的主要差异点和矛盾点，在对照表编制的基础上，提炼和归纳出相应规律及标准。其次还应做好数据预处理工作，将各部门反馈信息进行整合转换，在格式、分类、代码等高度统一的基础上，重新定义图层和分类标准，使之更加符合数字城市建设系统运转需求，若存在矢量格式转化数据，则要检查转换后数据是否有精度下降、空间丢失等问题，关注实体与坐标、高程属性之间关系是否一致，若有颜色标注信息，必须保障较高分辨率，防止颜色失真问题。数据处理完成后，还应进行最后的整合、处理工作，明确不同专业间数据的内在拓扑关系，接边精度要符合设计标准，相同分辨率前提下，才能开展影像数据镶嵌工作，覆盖、镶嵌完成后，不能出现模糊、重影的问题，色调要均匀一致，如若发现数据错漏、遗失问题，应当及时开展修补工作。

2.推进3S 一体化技术的有效应用

3S 技术是对RS、GPS、GIS 技术的统称，其中RS技术位于前端部分，可以在电磁波原理的帮助下，从高空实时采集地物信息，并以信息为原料开展扫描、处理、传输等工作，从而提升系统对各种地物、现象的识别、测控能力。基础测绘环节可以将地形地貌、人口分布、城市绿化等作为重点关注对象，通过参数调整辅助影像几何处理，降低测绘成果误差值，提升影像清晰度，避免人工测绘费时、费力的弊端。其次是GIS 技术，该技术可以为测绘数据的存储、分析及输出创造条件，满足自定义条件下的数据组合分类、查询及检索要求。数字城市建设中，应当加强GIS 数据库的搭建与设计，推荐采用分布式信息存储方案，广泛吸纳其他建设单位、职能部门的数据成果，提升数据库充实程度，结合《测绘法》相关规定设立成果更新周期，保障数据时效性。同时还应融合4D 技术与信息挖掘技术，将数字正射影像图、高程图等相融合，优化信息传输效果，还可引入人机交互技术，用真三维图形展现空间地理信息，以VR、人工智能等技术为依托，更加直观、全面地呈现城市内部面貌，辅助规划用地、功能区适宜性评价，提升城建科学性。最后是GPS 技术，该技术在我国的起步时间较早，能够在卫星空间站的支撑下，实现精准定位和数据采集，应用环节要按照标准开展天线安装、系统调试工作，重点关注街道外弱廊线等的影响，借助偏心测量方案找准定位，同时合理设计控制网形，满足多比例地形图的制作需求。

3.完善基础测绘信息共建共享机制

近年来我国经济高速发展，城建事业稳步推进，各职能部门积极组织测绘、推动建设，工作成果不断积累的同时，也带来了极大的资源浪费，部分地区缺乏资源共享机制，片面采用条块分割的基础测绘管理方案，不仅重复测绘情况严重，部门之间技术标准、成果质量也很难得到统一保障。数字城建背景下，基础测绘成果共享问题得到了社会各界的普遍关注，进入新常态发展阶段以来，国家基础地理信息中心也已经向各社会单位提供了海量信息化数据，其中比例尺地形图高达3万余张，数字成果近20TB，涉及交通、航空等诸多领域，基础测绘成果共享方向基本明朗。实践环节应当正视这一发展趋势，积极搭建基础测绘成果共享平台，调动气象、环保等部门力量，实现跨区域的测绘信息共享，结合成果保密管理等相关法规，明确测绘成果保密范围、等级等，建立科学、合法的信息交换机制，在紧密的合作关系之下强化需求对接，保障数字城建事业的良性发展。其次，还可以积极转化自身基础测绘数据成果，结合信息科技推出测绘3D、4D 产品，直观呈现地表实时影像、地形地貌特征等，同时整合各部门提供的信息、要素，完善现有数据库和立体模型，促进地理信息服务的多元化、优质化发展。

五、结语

综上所述，基础测绘是数字城建的关键性、支撑性手段，能够为交通、国土、水域等信息的采集提供帮助，保障数字城建质量和效率，实践环节可以从空间规划、重点工程建设以及公共安全防护等角度出发，不断完善地理信息资料更新标准，推进3S 技术一体化技术的应用，配套建立数据编辑、接边处理、信息验证等规范体系，提升图像精度和分辨率，为城市长远发展奠定稳固基础。