對數字城市測繪模式的幾點思考

陳學業(yè)，彭子鳳

(深圳市規(guī)劃國土房產信息中心，廣東深圳518034)

對數字城市測繪模式的幾點思考

陳學業(yè)，彭子鳳

(深圳市規(guī)劃國土房產信息中心，廣東深圳518034)

詳細闡述城市信息化、數字城市、城市測繪的相互關系，并分析城市測繪的特殊需求和優(yōu)勢，提出城市測繪的發(fā)展模式和發(fā)展途徑。

城市信息化;數字城市;城市測繪

一、引 言

信息化已經成為提升一個城市政治、經濟、文化管理水平的重要途徑，而城市信息化經歷了從分散到整合、從局部到整體、從獨立到集成、從非空間到空間的發(fā)展過程，數字城市是城市信息化進入整體化和空間化的發(fā)展必然和高級階段［1］。

數字城市使物質城市得以向網絡延伸和拓展［2］，物質城市生態(tài)圈拓展為物質和數字共同組成的生態(tài)圈，這個生態(tài)圈不是簡單的“細胞分裂”，而是內容上更加豐富，范圍上更加廣泛的大進化。因此，目前適應了物質城市的人類一切活動規(guī)律應該產生相應的適應性變化，城市測繪也不例外。

從模擬測繪、數字測繪，到信息化測繪，城市測繪都是城市發(fā)展不可缺少、不可替代的基礎性工作。面對物質城市，城市測繪為城市區(qū)域經濟，城市建設，城市政治、文化、生活提供了基礎支撐，測繪成果廣泛服務于城市管理、資源開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃、工程建設、地質災害等各個領域。類似現(xiàn)實城市需要城市測繪作為基礎支撐一樣，城市測繪也是數字城市中數字城管、數字規(guī)劃、數字環(huán)保等各數字行業(yè)管理的依賴性行業(yè)和基礎技術。尤其在數字城市取得較大建設成果后，一方面，其進一步提升了城市測繪成果應用的深度和廣度，以及應用的大眾化和普適化，城市測繪的作用更加突出和深入;另一方面，城市測繪是基礎支撐，首當其沖受到數字城市的活動形態(tài)和功能的沖擊，在較長一段時間，城市測繪受到數字城市在技術、工藝、成果等方面的“倒逼”。因此，面對數字城市，城市測繪需要自身變革，適應城市信息化大環(huán)境。數字城市的發(fā)展或者說城市信息化的發(fā)展，突現(xiàn)出城市測繪面臨的一系列重要問題:數據更新周期長、信息數據體系不完整、數據產品單一和產品服務面窄。

城市空間基礎數據是數字城市與城市測繪的核心紐帶。城市空間基礎數據是建立在測區(qū)范圍小、精度和詳細程度要求高、比例尺大的特點之上。目前，城市基本比例尺數據庫已經建立，絕大多數城市基本上不存在城市無圖區(qū)。所以，為了適應城市的變化和發(fā)展需要，數據更新是城市測繪最需迫切解決的問題之一。

二、城市測繪是數字城市的基礎性工作

1)城市測繪與數字城市有著共同的服務對象。作為測繪對象和數字城市管理對象，是同一個體——物質城市和數字城市。城市測繪研究的是城市基本要素，主要是地理要素的測繪和變化測量，是提高對數字城市的認知和管理能力的基礎工作;數字城市針對的是城市的整體，包括空間和非空間的、物質和非物質的，是現(xiàn)實城市在網絡上非物質形態(tài)的延伸和拓展。簡單地說，存在這么一種關系，城市的非物質表達形態(tài)是數字城市，而地理空間信息是城市延伸和拓展的基礎支撐數據，產生地理空間信息的主要技術手段是城市測繪。因此，可以說城市非物質化和網絡化的一個重要技術支撐手段就是城市測繪。

2)城市測繪既是數字城市的主要技術支撐，也是基礎性工作。城市測繪的基本任務是對城市區(qū)域的自然地理要素和地表人工設施的形狀、大小、空間位置及其屬性等進行測定、采集和表達，對獲取的數據、信息和成果進行處理并提供使用。數字城市是測繪成果應用的集成化、公眾化、規(guī)?；?。

3)數字城市地理空間框架是數字城市的重要建設內容。關于數字城市，很多學者有許多定義，其中兩點是共同的:①基礎地理空間框架是數字城市的重要建設內容;②基礎地理空間框架建設的關鍵落腳點還是基礎地理空間數據，主要體現(xiàn)在城市基本比例尺地形圖，如 1∶500、1∶2 000，1∶5 000 的地形圖等。目前，正在開展全國數字城市基礎地理空間框架建設，提出的最核心的建設任務是城市基本比例尺地形圖及其基本地理空間數據庫建設，這些數據來源于城市測繪成果。

三、城市測繪具備的優(yōu)勢

同樣，與非城市區(qū)域的測繪特性不同一樣，城市測繪在伴隨城市的發(fā)展過程中，具備了非城市區(qū)域測繪不可同日而語的優(yōu)勢，為形成新城市測繪體系準備了重要的基礎條件。

1)城市測繪的“底子”好，保障機制落實到位。具體體現(xiàn)在:① 測繪基準設施完善;② 在政策體系、法規(guī)體系和標準化體系方面，城市測繪得天獨厚;③基礎地理信息資源建設投入被納入國家和地方年度計劃和財政預算，形成穩(wěn)定的基礎地理信息資源財政投入和增長機制。

2)城市信息化環(huán)境是非城市化區(qū)域不能比擬的。以城市為單元的信息化工作一直走在前列，受到不同層次建設者和使用者的關注，產生了豐富的信息化成果，如城市網絡、政務管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、無線通信、移動技術等。這些相關成果充分應用到了城市的方方面面，為數字城市測繪體系的創(chuàng)新打下了堅實的基礎。例如城市網絡為空間數據的在線傳輸和發(fā)布提供了通道;政務管理系統(tǒng)為空間數據的拓展和利用提供了新的領域;地理信息系統(tǒng)為空間數據的建庫和應用提供了專業(yè)工具等。

3)城市發(fā)展對空間數據的需求有更強的推動力。我國城市處于政治、經濟、文化、管理高速發(fā)展的階段，迫切需要扎實的基礎支撐，比非城市區(qū)域更需要地理信息這種戰(zhàn)略資源作為基礎保障，城市測繪的創(chuàng)新是必經之路。

4)數字城市的“倒逼”使得城市測繪的優(yōu)先發(fā)展進一步得到城市管理者的認同和重視，在不發(fā)展城市測繪就無從建設好數字城市的認識下，成為一種必然趨勢。

這些優(yōu)勢使得數字城市下的測繪體系可以優(yōu)先發(fā)展，可以采用有別于非城市區(qū)的測繪模式和方法。因此，可以說城市本身的發(fā)展為城市測繪提供了創(chuàng)新測繪模式和測繪手段的可能，同時，也對傳統(tǒng)的城市測繪提出了新的挑戰(zhàn)，對城市測繪體系的創(chuàng)新形成“倒逼”之勢。

四、城市對測繪的特殊需求

相對于非城市區(qū)域測繪，城市測繪主要體現(xiàn)在如下三方面的特殊性需求。

1)尺度特性。在應用上，較小的城市空間尺度體現(xiàn)了城市管理獨特的微觀要求。因此，作為城市政治、經濟、文化管理支撐的空間基礎數據主要依托大比例尺基礎地理數據，如 1∶2 000、1∶1 000、1∶500的地形圖，大比例尺地形圖的應用可以很好地與城市管理的精細化程度相結合。相應的，較小的城市空間尺度要求城市測繪追求更詳盡的地理信息，這種詳細程度體現(xiàn)在比例尺和維度兩方面?？臻g數據表示范圍可以從較小尺度的城市地理空間到更小尺度的城市建(構)筑物空間，表示內容可以從地理景觀到街區(qū)建(構)筑物場景，表示方法可以從二維平面地圖到三維圖形(模型)［3］。因此，對城市測繪要求更高的詳細程度和精確性。

2)時間特性。城市的快速發(fā)展對城市空間信息的依賴性與非城市區(qū)域不可同日而語，尤其是對城市空間信息的現(xiàn)勢性要求非常高。已經不允許城市空間信息的更新存在周期，幾乎要求發(fā)生的變化與現(xiàn)狀呈現(xiàn)同步。這就要求采用不同于非城市區(qū)的、及時的、精細化的城市測繪手段，以保持對城市空間信息的動態(tài)跟蹤和實時的動態(tài)更新［3］。

3)融合特性。非城市區(qū)域的測繪可以作為相對獨立的測繪活動進行，以其獨特的專業(yè)技術方法和模式去完成，受人類的政治、經濟、文化活動直接影響小。對于城市測繪就不同了，一方面，城市空間數據的獲取是城市信息資源建設的重要組成部分，也是城市信息化建設的重要內容，因此，采集城市空間信息已經不再是城市測繪部門的專利;另一方面，城市測繪行業(yè)與城市規(guī)劃、建筑、環(huán)保、管理、水務等其他行業(yè)的滲透性日益加強，已經成為城市各行業(yè)管理業(yè)務流程的關鍵層次和重要環(huán)節(jié)，與城市管理相關行業(yè)實現(xiàn)了深度參與和充分融合，無論從測繪的意義、目標，還是測繪的手段、方式、成果、應用等方面，獨立的、單純的、專業(yè)的城市測繪行為正在減少，只存在因為城市管理的需要而進行的大城市測繪，城市測繪即將進入非專業(yè)化和大眾化。在某些行業(yè)，城市測繪正在走向全城測繪和全民測繪。

五、城市地理空間數據的更新方式

城市測繪的直接成果是城市地理空間數據，而城市測繪的“三性”更加有利于地理空間數據建庫和更新。地理空間數據的更新有面向圖幅的更新和面向要素類的更新。傳統(tǒng)的基礎地理信息數據更新方式主要是面向圖幅的數據更新，是按照既定計劃對地圖圖幅整體進行的定期更新。面向地圖圖幅更新的周期長、過程繁瑣，導致了基礎地理信息數據更新應用的周期長;面向地理要素的更新是當前通用的數據更新方式，其以圖層為單位，在某一圖層更新完成后入庫，形成現(xiàn)勢的基礎地理信息數據庫。雖然在某一要素更新完成后就可用于其應用數據庫的更新，但其信息反饋仍是異步的形式，導致了面向地理要素的更新方式下應用產品的更新周期仍然相對較長。因此，面向圖幅的更新和面向要素類的更新往往因小失大，費時費力。

建立面向城市地理對象的更新模式是數字城市測繪模式的重要發(fā)展方向。面向地理對象的更新是基于數字城市和數字測繪的建設成果，并采用在線實時更新地理空間數據庫的形式。利用全數字測量技術進行實地數字測量，同時進行屬性采集，通過無線網絡，向地理空間數據庫發(fā)送消息，基礎地理空間數據庫在接受更新消息后可進行同步更新。因而，面向地理對象更新方式下的更新應用周期短。

六、面向數字城市的測繪發(fā)展模式

與數字城市建設成果相融合、與城市信息化成果相融合、與城市業(yè)務管理相融合的三大融合，是催生新的城市測繪發(fā)展模式的重要手段。

1)城市測繪與城市管理業(yè)務流程相結合。城市測繪要成為城市管理業(yè)務流程的關鍵層次和重要環(huán)節(jié)，為城市管理業(yè)務作基礎支撐，同時，業(yè)務管理成果要及時為城市測繪服務，特別是為城市大比例尺地形圖的更新服務。例如工程測量數據包括建筑物竣工測量、征地地形圖測量、道路及河涌竣工驗收和普通工程測量數據，這些數據可以作為地形圖更新的補充材料。利用工程測量數據對地理空間數據庫中系列地形圖進行開窗式的修測和補充，實現(xiàn)地形圖的動態(tài)更新。

2)城市測繪與數字城市建設成果相融合。數字城市從離散自為的獨立應用階段發(fā)展到基于規(guī)劃的系統(tǒng)應用階段，再到當前的集成整合階段，積累了豐富的建設成果，在城市管理的各行業(yè)得到廣泛應用。最有代表性的成果表現(xiàn)在如下幾個方面:①CORS系統(tǒng)的建立，實現(xiàn)了從數據采集、數據傳輸、數據處理、數據更新的一套新的技術流程和方式;②數字城市空間基礎信息平臺的建立，為地理空間數據的在線上傳、及時更新、在線共享和應用服務提供了城市化的大平臺;③城市空間基礎數據庫經過多年的建設，各比例尺城市地形圖數據庫已經建立，具備較高質量、覆蓋程度高、操作性強的特點。只有兩者融合，才能建立測繪、建庫、更新、應用和服務的信息化測繪。

3)城市測繪與城市信息化成果相融合。城市測繪需要與物聯(lián)網、電子政務系統(tǒng)、城市網絡、通信技術、云計算、智慧城市等信息化成果相融合，并通過與城市信息化建設成果的融合形成與地理信息采集、更新、加工、處理，到管理、共享、分發(fā)與應用服務相適應的技術支撐體系。

七、結束語

數字城市為城市管理和人們生活帶來便捷、提升了管理水平的同時，也帶來了數字城市中管理方面的一些不足。城市測繪也面臨同樣的問題，要解決這些問題，固然需要對城市測繪進行外部調整，而更重要的是城市測繪要從自身進行調節(jié)，需要不斷地進化，以適應現(xiàn)實城市和數字城市共同建立的生態(tài)圈。

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On Surveying and Mapping Mode of Digital City

CHEN Xueye，PENG Zifeng

0494-0911(2011)03-0060-03

P208

B

2010-12-02

陳學業(yè)(1971—)，男，湖北孝感人，高級工程師，主要從事遙感及地理信息系統(tǒng)的應用、研究與開發(fā)工作。