基于竣工測(cè)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)增量更新技術(shù)研究

　　摘 要：本文基于筆者多年從事城市竣工測(cè)量的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以城市竣工測(cè)量數(shù)據(jù)在城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)增量更新中的應(yīng)用為研究對(duì)象，論文分析了竣工測(cè)量作為城市大比例尺地形圖更新途徑的理論基礎(chǔ)，進(jìn)而結(jié)合筆者實(shí)踐給出了具體的更新方法，全文是筆者長(zhǎng)期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。
　　關(guān)鍵詞：竣工測(cè)量 增量更新 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)
　　中圖分類號(hào)：TB22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2011)10(b)-0000-00
　　
　　
　　1 竣工測(cè)量是大比例尺基礎(chǔ)地形圖更新的有效途徑
　　地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值己得到普遍認(rèn)同。但在國(guó)內(nèi)大多數(shù)城市，大比例尺數(shù)字化基礎(chǔ)地圖（即地形圖、地下管線圖、地籍圖）的供應(yīng)卻一直困擾著GIS在城市規(guī)劃、市政公用事業(yè)、土地管理、房產(chǎn)管理中的推廣應(yīng)用，很多GIS應(yīng)用項(xiàng)目長(zhǎng)期停留在試驗(yàn)階段或局部應(yīng)用階段。有些城市，原有的測(cè)繪基礎(chǔ)太差，顯然要靠政府的集中財(cái)政投入來解決。但對(duì)多數(shù)城市來說，一次性的財(cái)政撥款無法解決基礎(chǔ)地圖的長(zhǎng)期更新問題。在經(jīng)濟(jì)迅速增長(zhǎng)、城市大規(guī)模建設(shè)、地面物質(zhì)形態(tài)快速變化的形勢(shì)下，如何經(jīng)濟(jì)、有效地更新大比例尺基礎(chǔ)地圖是各地政府、GIS用戶、測(cè)繪機(jī)構(gòu)面臨的緊迫問題。
　　規(guī)劃竣工測(cè)量的質(zhì)量不僅涉及到測(cè)量成果的準(zhǔn)確性和可靠性，而且還將影響到規(guī)劃管理部門審批的落實(shí)和監(jiān)督管理，因此施測(cè)時(shí)，作業(yè)人員都比較謹(jǐn)慎、細(xì)致，加之其起算數(shù)據(jù)一般為高等級(jí)的平面和高程控制點(diǎn)，這使得竣工測(cè)量成果比相應(yīng)的一般地形圖測(cè)量精度高，體現(xiàn)了成果的準(zhǔn)確性；另外規(guī)劃竣工測(cè)量一般都在工程竣工完成后6個(gè)月時(shí)間內(nèi)必須完成，具有很高的現(xiàn)實(shí)性：同時(shí)竣工測(cè)量是由施工單位實(shí)地測(cè)量和建設(shè)單位共同配合進(jìn)行的，地形、地貌各要素表示齊全，權(quán)屬關(guān)系清楚，因而具有權(quán)威性。所有這些有利條件都使得利用規(guī)劃竣工測(cè)量成果動(dòng)態(tài)更新城市基礎(chǔ)地形圖是最經(jīng)濟(jì)、最適用的一種方法。
　　要做到動(dòng)態(tài)更新，首先需建立動(dòng)態(tài)修測(cè)基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)，可直接利用已存檔基礎(chǔ)地形圖的拷貝，再及時(shí)利用規(guī)劃竣工測(cè)量成果進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。規(guī)劃竣工測(cè)量的外業(yè)應(yīng)采用全野外數(shù)字化采集，地形圖要素的測(cè)量應(yīng)符合《城市測(cè)量規(guī)范》（CJJ8-99）的要求，對(duì)建筑面積等面積計(jì)算則應(yīng)依據(jù)《房地產(chǎn)測(cè)量規(guī)范》 （GB/T179861－2000）。測(cè)量范圍除包含規(guī)劃用地范圍外，還需測(cè)量與四周相關(guān)的地形和地物，若與周邊無規(guī)劃間距要求也應(yīng)測(cè)至用地邊界外約3cm范圍。對(duì)于房高、間距和室內(nèi)地坪高等非地形圖要素也應(yīng)實(shí)地測(cè)量，采集時(shí)各要素可單獨(dú)分層編碼，盡量做到滿足GIS數(shù)據(jù)格式要求，一些相關(guān)信息的調(diào)查需采用統(tǒng)一格式的手簿進(jìn)行記錄，如建筑物名稱、結(jié)構(gòu)、用途和層數(shù)等。內(nèi)業(yè)應(yīng)在統(tǒng)一的軟件平臺(tái)上（如CASS6.0），編輯形成1：500（或1：1000）地形圖，對(duì)照“規(guī)劃許可證副本”和己通過審核的規(guī)劃總體方案編制規(guī)劃竣工測(cè)量圖和成果匯總表。經(jīng)檢查驗(yàn)收合格的1：500地形圖即可插入到動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)地形圖圖庫(kù)中，插入時(shí)應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)圖幅為基本作業(yè)單元，對(duì)疊加后的基礎(chǔ)圖進(jìn)行必要的修剪，刪除被新插入圖形壓蓋的地形和地物。經(jīng)檢查無誤后可入動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)圖庫(kù)，并覆蓋庫(kù)內(nèi)原圖幅。
　　（l）在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上的合理性
　　目前國(guó)內(nèi)多數(shù)城市，均由地方財(cái)政撥款，下達(dá)大比例尺地形圖、地下管線圖的測(cè)繪任務(wù)，一項(xiàng)任務(wù)通常以幾十、甚至上百平方千米計(jì)。大比例尺地圖的成片測(cè)繪周期長(zhǎng)、出圖慢。無論是航測(cè)還是實(shí)測(cè)，前后2次測(cè)量的相距時(shí)間越短，實(shí)際地物改變內(nèi)容越少，測(cè)繪中重復(fù)勞動(dòng)的比例就越高。前后2次測(cè)量相距時(shí)間越長(zhǎng)，實(shí)際地物改變內(nèi)容越多，地圖現(xiàn)勢(shì)性越差，用戶的意見也越大。這是一對(duì)難以調(diào)和的矛盾。對(duì)于地物變化很快的城市，用成片測(cè)繪的辦法更新大比例尺地形圖、地下管線圖，投入的資金、人力再多，即使是“滾地毯”式地來回“掃蕩”，反復(fù)測(cè)繪，也難以及時(shí)跟蹤。
　　如果有針對(duì)性地，在某一關(guān)鍵時(shí)機(jī)進(jìn)行測(cè)繪，就有可能解決上述矛盾。例如，在房產(chǎn)登記前測(cè)量房屋，在地籍變更時(shí)測(cè)量宗地，就可實(shí)現(xiàn)有關(guān)房屋、宗地信息的及時(shí)更新。但對(duì)地形圖、地下管線圖來說，實(shí)施建設(shè)項(xiàng)目的竣工測(cè)量，也應(yīng)該達(dá)到良好效果?？⒐y(cè)量之前，什么地物有變化、什么無變化，可大致掌握，現(xiàn)場(chǎng)容易辨認(rèn)，被測(cè)的對(duì)象有很強(qiáng)的針對(duì)性、選擇性、及時(shí)性，可以避免成片測(cè)量中的盲目性、重復(fù)性、滯后性。對(duì)于地下管線，竣工測(cè)量在覆土前進(jìn)行，其簡(jiǎn)便性、準(zhǔn)確性、精確性遠(yuǎn)勝于覆土之后測(cè)量。采用傳統(tǒng)手工模擬的測(cè)繪技術(shù)，實(shí)行成片測(cè)量有其一定的合理成分，但野外解析測(cè)量、計(jì)算機(jī)成圖、空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在局部修測(cè)、資料更新上的靈活性很大，用于竣工測(cè)量正好可以發(fā)揮這些技術(shù)的特長(zhǎng)。
　?。?）在法律上的有效性
　　靠竣工測(cè)量更新大比例尺地形圖除技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上合理外，法律上也有一定的依據(jù)。按1990年施行的《城市規(guī)劃法》以及現(xiàn)行城市規(guī)劃、城市土地管理體制，都規(guī)定了建設(shè)項(xiàng)目從選址到竣工每一步驟的行政審批程序?！冻鞘幸?guī)劃法》還規(guī)定，建設(shè)項(xiàng)目竣工后6個(gè)月內(nèi)，建設(shè)單位應(yīng)向政府主管部門報(bào)送竣工資料。但在目前，除廣州等極少數(shù)城市對(duì)地下管線要求覆土之前測(cè)量外，絕大多數(shù)城市的測(cè)繪管理、規(guī)劃管理制度對(duì)竣工測(cè)量沒有強(qiáng)制性的規(guī)定，建設(shè)項(xiàng)目竣工資料中沒有修測(cè)地形、管線的具體要求，對(duì)竣工資料不符合規(guī)定的建設(shè)項(xiàng)目懲罰措施并不嚴(yán)厲。作者呼吁，盡早調(diào)整、補(bǔ)充現(xiàn)行城市測(cè)繪管理、建設(shè)管理中的有關(guān)規(guī)定，依靠法定程序，強(qiáng)制推行竣工測(cè)量，實(shí)現(xiàn)城市大比例尺地形圖、地下管線圖的快速、及時(shí)、低成本的更新。
　　用竣工測(cè)量成果來動(dòng)態(tài)地跟蹤維護(hù)GIS基礎(chǔ)圖庫(kù)?；A(chǔ)圖庫(kù)的現(xiàn)勢(shì)性是衡量GIS系統(tǒng)使用價(jià)值的重要標(biāo)志之一，直接影響到GIS的有效應(yīng)用與可持續(xù)發(fā)展。
　　竣工測(cè)量在變化信息獲取，變化信息采集，變化信息動(dòng)態(tài)跟蹤及數(shù)據(jù)精度等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，隨著GIS的不斷發(fā)展，城市規(guī)劃建設(shè)逐步走向正規(guī)化，用竣工測(cè)量成果來動(dòng)態(tài)地跟蹤維護(hù)GIS基礎(chǔ)圖庫(kù)的方法，會(huì)在各GIS產(chǎn)業(yè)單位廣泛采用。另外，在目前時(shí)空數(shù)據(jù)模型還存在著諸多的欠缺，時(shí)空GIS尚不完善，還沒有一個(gè)成熟的時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的情況下，項(xiàng)目竣工測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的建立將對(duì)未來時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)的建立有著重要的意義。原來的動(dòng)態(tài)更新模式如下圖1所示。
　　
　　2 基于要素的增量式更新方法
　　在實(shí)際情況當(dāng)中，數(shù)據(jù)生產(chǎn)部門根據(jù)自己的更新周期和生產(chǎn)成本定期對(duì)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新。為了避免重復(fù)勞動(dòng)，經(jīng)常把需要更新的局部范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)提取出來用作修測(cè)的數(shù)據(jù)源，只對(duì)其中需要更新的內(nèi)容進(jìn)行更新，這樣可以節(jié)省成本、提高效率，因此，整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)更新過程存在著三個(gè)子過程：從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取需要更新的局部范圍數(shù)據(jù)：進(jìn)行實(shí)地修測(cè)更新（離線狀態(tài)）；將修測(cè)合格的新數(shù)據(jù)更新到基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)。在實(shí)地修測(cè)工作完成時(shí)，數(shù)據(jù)只是處于離線狀態(tài)在本地進(jìn)行了更新，尚未真正更新到空間數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中去。所以，還需要對(duì)實(shí)地測(cè)量的更新內(nèi)容進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、處理和遷移，才能完成對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的更新過程。
　　目前，矢量數(shù)據(jù)的更新主要有兩種方式：
　?。╨）基于“塊”的方式，將更新區(qū)域的新數(shù)據(jù)對(duì)舊數(shù)據(jù)進(jìn)行覆蓋，實(shí)行替換式的更新處理。這種方式操作簡(jiǎn)單，可控性強(qiáng)。但是會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的重復(fù)加載，造成資源的浪費(fèi)。（2）基于“要素”的方式，這是一種增量式的更新方法，先從數(shù)據(jù)中識(shí)別并提取出更新部分的要素，然后對(duì)要素進(jìn)行逐個(gè)處理。這種方式可以避免不必要的重復(fù)加載，但是技術(shù)路線比較復(fù)雜。
　　由于竣工測(cè)量的成果只涉及新建建筑物及有關(guān)的周邊建筑物，那么所測(cè)建筑物就作為變化信息，提取出新建建筑物的點(diǎn)、線、面要素，生成設(shè)計(jì)好的增量信息文件格式，進(jìn)入基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的增量更新，本文采取第二種方式，即基于要素的增量式更新方式，如圖2所示。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 陳東武. 竣工測(cè)量對(duì)GIS基礎(chǔ)圖庫(kù)跟蹤維護(hù)的方法探討[J]測(cè)