城市基本比例尺地形圖更新模式的探討
近年來.隨著改革開放的深八我國城市步人了快速發展時期.城市信息化建設對基礎地理信息的需求愈采愈迫切.1997年國家計委禱基礎羽4繪列人國民經濟和社會發展計劃實行對基礎測繪分級管理和相應的投八機制 各地方政府特別是大中城市加大了基吾出測繪豹投八7丁度生產出了大批的基五Ii{測繪成果.但是隨著時間的推移和城市的不斷發展基礎測繪產品的時效性滯后于城市發展變化的矛盾日益突出這些矛盾如果不能較好地解決勢必影響基礎地理信息系統的多元化和現勢性.制約著基礎地理信息的應用領域和拓展空間 阻礙城市信息化建I殳的步伐 基礎地理信息系統建設單位已經充分認識到解決這一問題的迫切性 提出了相應的解決辦法和措施.但是由于地方發展的不平衡財政投人不到位蝗工測量機制的不健全等因素,加上基礎測繪部門的生產能力,管理水平和技術力量的差異影響了這一問題的解決.
城市信息化建設需要大量適時的基礎地理信息數據.基礎測繪產品的動態更新與維護是保證基礎地理信息系統具有多時態多規格數據和時效性的基礎性前提性工作.它不斷地為地理信息系統輸八 新鮮血液 .
當然,要實現基礎地理信息系統與城市的發展變化完全同步很難,因為現勢性只能是相對的 而需要解決的是將滯后時間如何縮短 為此,必須盡快建立和完善更新機制,探索切實可行的基礎測繪產品更新模式。
武漢市1:2000基本地形圖基本現狀武漢市1:2000基本地形圖從過去的平板測圖 手工繪制到航測綜合法測圖.解析法測圖以及全數字攝影測量,測繪生產經過了從模擬到數字,從數字到信息化的轉換過程,實現了成圖性質和作業手段的飛躍,測繪技術發生了翻天覆地的變化 2005年武漢市連續運行衛星定位服務系統(WHCORS)的建立,能快速便捷獲取變更的信息,對GPS技術結合Gls更
新又提出了新的課題。
1.數據的來源
武漢市從上世紀五、六十年代已開始測制主城區1:2000地形圖,并將其確定為城市規劃管理的基本圖件之一 當時主要采用傳統的模擬方式成圖。由于技術手段不高,各方面投入有限,生產規模和成果的更新維護很難滿足需要。
1986年1 0月,首次對市區及近郊1 1 70平方公里范圍進行了航攝,1987年~1 992年,在本次航攝資料的基礎上采用綜合法 立測法測制了主城規劃區內886平方公里的1:2000地形圖。并于1993年一2000年完成其中71 4,-.Tz-方公里的數字化入庫工作,為武漢市城市規劃管理提供了良好的地理空間數據 但是由于生產周期長更新工藝差,其現勢性一直較差近年來,在武漢市政府和各級有關部門的大力支持下 基礎測繪工作已步入正軌 隨著成圖手段的提高,武漢市1 2000基本地形圖的覆蓋范圍在不斷擴展。截至目前,完成了主城區和近郊區近1 2 72平方公里的1:2000基本地形圖的更新和入庫工作 同時,為緩解因城市日新月異變化引起的基本圖現勢性較差的問題,基礎測繪生產部門制定了更新工作方案,理順了更新流程,并不斷探索更新模式 采用多種更新手段,使基本圖的現勢性有了較大的改觀。
2.更新變化率
城市基本地形圖的更新應根據本城市的生產規模,經費投入情況和城市不同地區發展建設需要,合理制定城市更新規,IJJ的長遠、中期和年度工作目標 保障基礎測繪成果步入 及時維護、周期更新 不斷擴大 的良性循環的軌道。
2003年.通過對武漢市1:2000基本地形圖成圖區域進行的一次變更調查,結果顯示,武漢市1:2000地形圖的年變化率在主城區為8%-10% ,新區 開發區、城郊結合部的變化率為20%左右,這些數據為基本比例尺地形圖更新方案的制定提供了依據。
更新的基本要求與流程武漢市基礎測繪成果更新規劃的要求,1:2000基本地形圖應實現成圖區域每三年完成一次全面更新,重點地區每年完成一次更新,對于城市規劃管理和建設急需用圖的區域則及時安排更新。為此,必須探索不同的更新方法 提高更新效率,保證規劃目標的順利實現。
1.更新原則1:2000基本地形圖的更新應遵循”急用先上、重點優先、高效快速 及時準確”的原則 作為服務于城市規劃 土地管理等的基本圖件.更注重的是其現勢性。因此必須及時 準確地反映城市各種地理信息變化的狀況。
2.更新基本要求
武漢市1:2000基本地形圖作為城市基本比例尺的基本圖件 其現勢性應及時滿足城市規劃發展的需要。
針對武漢市成圖區域的不同變化的特點,主要有以下三種更新要求:
(1】重點更新:對主城規劃區(886平方公里)的重點 熱點地區定期進行巡視對照,進行重點修測 采用的方法主要為p94'1、業一體化數字測圖技術
(2)實時更新;建立建設項目竣工測量制度和測繪工程資料匯交制度,整合大比例尺工程圖件 內業實行“分片包干 責任到人 利用大比例尺地形、地籍,竣工.建筑紅線驗線 管線等工程資料進行縮編更新。
(3)周期更新:上述要求主要解決重點 熱點地區的基本圖現勢性問題 由于城市的發展和更新手段的差異,導致基本圖的數學精度和現勢性不均衡。為此,我們制定了周期更新計劃。實施成圖區域每三年利用最新的影像資料進行一次全面的更新對照,逐幅標示出需要更新修測的范圍和內容 利用數字航測綜合成圖的方法實現成圖區域的全面更新。
5.更新的主要內容
作為城市建設規劃 土地管理等必需的基礎圖件,它要求各類地理要素和屬性內容表示詳細 其更新的主要內容為新增的地形.地貌及地理名利用航攝影像更新地形圖稱。主要表現在城市建設熱點地區,如城市lIEI城改造 大片小區的建設、城市道路的改造和新建 高層建筑城市標志性建筑,各種變化的橋梁、涵洞、管線的八地,重點工程建設項目 市政公共設施 環境的綜合整治,大面積的城市綠化、休閑廣場城市景觀等
4.更新工作流程
武漢市1:2000基本地形圖的更新是一項長期性 基礎性的系統工程。隨著成圖區域的不斷擴大、城市建設步伐的加快和測繪科技水平的發展 必須更加科學 合理地制定更新工作流程。結合武漢市的具體情況制定工作流程如下:
更新的基本模式
武漢市1:2000基本地形圖滿足不同行業各種需求,針對各自用途而采取不同的策略和方法,使更新的手段不斷完善 武漢市根據現有的資源,采取了工程資料的整合、內外業體化重點更新 利用衛星遙感影像或正射影像 數字航測綜合法等多種手段 使更新工作取得了較大的進展。
1.利用大比例尺基本地形圖
和工程資料進行縮編和嵌合主城區、開發區是武漢市域內變化最快的范圍,要求及時地將規劃實施建設項目反映在地形圖上。而實施長效的“竣xN量制度 是滿足這一要求的最得力的措施。
對于已有可利用的測繪數字化資料的區域 充分利用1:500航測數字圖 地形測量 地籍測量、竣工測量、管線及建筑紅線驗線等資料進行實時更新 變化面積超過50%以上且有大比例尺的基本地形圖的區域,采取縮編的手段 由于測繪技術的發展,各生產部門的測繪產品為數宇化產品,于是很方便地進八地形圖數據庫和進行專題內容的嵌合。
采取編繪和嵌合的方法精度可以得到保證,而且生產成本較低 但由于利用資料有限,難以實現全 覆蓋 ,從而導致許多地方得不到更新,致使現勢性得不到較好的保障。這種方法適用于主城規劃區的實時動態更新.還必須輔助其它手段才能確保更新的全面。
因此,針對城市建設變化快的特點,著手研究從施測大比例尺地圖 紅線資料、竣工資料、航攝像片等幾種資料來源,設計基礎
地理數據快速更新的技術路線,解決利用大比例尺縮編更新1.1000 1:2000 1:5000乃至更小比例尺地形圖數據,使系列比例尺地形數據庫內容保持同步更新。
2.內外業一體化數字測圖
由于城市建設的加快,為了滿足項目局部用圖的急需,對于規劃建設所關注的重點熱點區域,如新建的道路 涵洞 橋梁 具有特征意義的建筑物、江灘等,沒有大比例尺工程圖和現勢性較好的影像資料可利用的,需要進行外業重點修測。采取的主要方法是利用內外業一體化技術,實現地物的更新。這種方法能及時準確地反映地物的變化,但只適用于較小面積的地形變化,工序比較復雜,外業工作量大。
2005年 武漢市勘測設計研究院負責實施完成了WHCORS系統,與常規RTK相比 該技術的主要優點是覆蓋面廣、定位精度高且均勻、可靠性強,可實時提供厘米級定位,應用前景廣闊。通wHCORS系統的建立,將能夠快速實時地獲得各種地理信息。用戶利用系統所發布的GPS RTK差分信息,只需一臺GPs接收機即可實現小區域地理信息的快速更新。將定位信息與遙感技術相結合,則可大大減少地面控制點測量工作量 甚至實現無地面控制點的攝影測量,從而縮短了大面積地理空間信息的快速更新周期,為實時動態地進行數據更新采集提供基礎保障。
利用高分辨率衛星影像或數字正射影像數據進行更新。
(1)高分辨率衛星遙感影像能在較小的空fa-J尺度上觀察地表的細節變化.具有連續穩定并能快速接收使用的監測數據源的功能.實現對局部區域地形 地物的快速更新 縮短更新周期 一是可以利用傳統的航測法.通過建立立體像對.進行修測i 二是通過讀取控制點.直接進行影像糾正 從而獲取變化信息。通過實驗 精度達到0.6米的高分辨率遙感衛星影像適合1:2000基本地形圖的更新與修測。影響地形圖成圖精度的具體因素,包括高分辨率衛星影像的幾何處理 更新要素的數字化誤差、更新要素的綜合取臺與表達等。
目前 許多測繪行業正在研究利用高分辨率衛星影像更新地形圖的方法 印度尼西亞正著手研究利用SPOT/ERS衛星影像更新地圖,進行光譜數據和雷達數據融合 互補 使圖像解譯的可靠性更高,進行影像與地圖自動配準問題的研究。高分辨率衛星影像具有即時性非常好 可隨時獲得最新數據的遙感資料 與航片相比,十分經濟可靠。適合于地形圖的局部快速更新。
(2)數字正射影像圖是一種新型的數字測繪產品,與傳統數字地圖比較,它信息豐富、直觀.整體精度高使用方便,最大的優點是更新速度陜。利用正射影像圖更新有兩種途徑,一是直接利用線劃圖和影像圖疊加和配準,進行影像判讀.采用人機交互的方式采集數據j二是充分利用正射影像的加密資料進行更新 將待修測的線劃和正射影像的疊加.進行對照 找出變化的地形和地物。利用已有的空三加密資料。
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