淺談城市測(cè)繪工程在城市數(shù)字化建設(shè)中的應(yīng)用與前景

蔣瑩

【摘要】文章主要談?wù)劤鞘袦y(cè)繪工程在城市數(shù)字化建設(shè)中的應(yīng)用與前景問題，供同仁指導(dǎo)與參考。

【關(guān)鍵詞】城市測(cè)繪工程；城市數(shù)字化建設(shè)；應(yīng)用；前景

1、概 述

數(shù)字城市是從工業(yè)化時(shí)代向信息化時(shí)代轉(zhuǎn)換的基本標(biāo)志之一。它一般指在城市"自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)"系統(tǒng)的范疇中，能夠有效獲取、分類存儲(chǔ)、自動(dòng)處理和智能識(shí)別海量數(shù)據(jù)的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虛擬現(xiàn)實(shí)又可直接參與城市管理和服務(wù)的一項(xiàng)綜合工程

數(shù)字城市信息基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃與建設(shè)，以及設(shè)計(jì)可以表達(dá)信息基礎(chǔ)設(shè)施完善程度的"數(shù)字覆蓋率"、"數(shù)字分辨率"、"數(shù)字傳輸速率"和"數(shù)字鴻溝差異率"，是任何一個(gè)城市進(jìn)入數(shù)字城市的先決條件和戰(zhàn)略準(zhǔn)備。一個(gè)城市的數(shù)字化水平，首先取決于它的信息獲取能力，以及與該能力有充分聯(lián)系的信息產(chǎn)生、信息傳遞和信息應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)。數(shù)字城市信息基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃與建設(shè)，其中心始終圍繞著城市對(duì)于信息獲取總能力的持續(xù)提高。

高效、便捷、動(dòng)態(tài)的數(shù)字城市建設(shè)，信息基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃居于戰(zhàn)略基礎(chǔ)地位，這事實(shí)上是一個(gè)聯(lián)系著航天（外空間）、航空、地面、地下的立體網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)通過各類傳感器、各類調(diào)制解調(diào)裝置、各類接受通道、各類應(yīng)用終端、各類反饋系統(tǒng)、各類自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)和各類虛擬現(xiàn)實(shí)中心等組成，從各類信號(hào)（包括衛(wèi)星信號(hào)）接收、圖形圖像處理、光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)、超大型計(jì)算機(jī)樞紐同常規(guī)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境統(tǒng)計(jì)資料的有機(jī)結(jié)合，形成數(shù)字城市信息基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的基本內(nèi)容，其中包括了不斷更新的技術(shù)進(jìn)步，也包括了不斷提高的城市管理水平，同時(shí)還牽涉到城市立法與決策的相應(yīng)轉(zhuǎn)換，從而為信息城市數(shù)字化水平的整體提高，編制出高質(zhì)量的發(fā)展藍(lán)圖。

2、城市測(cè)繪在數(shù)字城市建設(shè)中的地位

2.1城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施與數(shù)字城市

數(shù)字城市是城市各職能部門與城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的集成，它包括城市規(guī)劃、建設(shè)、國(guó)土資源、市政公用設(shè)施、環(huán)保、電信、消防、防震減災(zāi)預(yù)測(cè)等。城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施是數(shù)字城市建設(shè)的基礎(chǔ)，沒有城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的支持，就談不上數(shù)字城市的建設(shè)，數(shù)字城市的提出將進(jìn)一步加快城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的步伐。

2.2 城市測(cè)繪與城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施

城市空間信息的基本特征是空間位置關(guān)聯(lián)性，它主要表征自然與人文要素的地理位置和空間分布關(guān)系，其典型的表現(xiàn)形式就是地圖，而城市測(cè)繪就是一個(gè)充分利用各種數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化手段，專門從事城市基礎(chǔ)地理信息的獲取、加工、存貯、更新和提供的產(chǎn)業(yè)，毫無疑問，城市測(cè)繪是實(shí)施城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的主干產(chǎn)業(yè)，是建設(shè)數(shù)字城市的一個(gè)不可缺少的產(chǎn)業(yè)。

2.3 城市測(cè)繪與數(shù)字城市

近年來，隨著以“3s”為代表的測(cè)繪高新技術(shù)的不斷推廣與應(yīng)用，城市測(cè)繪得到迅猛發(fā)展，數(shù)字化的測(cè)繪生產(chǎn)模式與技術(shù)體系已經(jīng)建立，并逐步由傳統(tǒng)測(cè)繪向現(xiàn)代地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。城市測(cè)繪部門以城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)為核心，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（比例尺、坐標(biāo)、圖幅、圖號(hào)、高程等）和信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)、管理各類城市基礎(chǔ)地理信息，主要內(nèi)容包括：城市測(cè)量控制網(wǎng)（平面與高程）、城市系列比例尺基本地形圖（1/500、1/1000、1/2000、1/5000、1110000等）、影像圖（各種比例尺的正射射影像圖）、數(shù)字高程模型（9DEM）、現(xiàn)狀公用設(shè)施（管線矢量圖等）及相應(yīng)的屬性信息。這些信息構(gòu)建了城市空間數(shù)據(jù)的框架，滿足了數(shù)字城市建設(shè)的發(fā)展需要。

3、城市測(cè)繪工程測(cè)量技術(shù)

工程測(cè)量技術(shù)從光學(xué)和機(jī)械一體化的常規(guī)測(cè)量?jī)x器，向光學(xué)、機(jī)械、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)一體化的自動(dòng)化和智能化測(cè)量系統(tǒng)方向發(fā)展。傳統(tǒng)的測(cè)量采用布設(shè)三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、三角高程網(wǎng)、三四等水準(zhǔn)測(cè)量等方法，通過測(cè)量角度、距離、高差來計(jì)算大地平面坐標(biāo)和高程。GPS技術(shù)應(yīng)用可直接獲取平面和高程三維坐標(biāo)，利用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、大平板儀、電子經(jīng)緯儀、光電測(cè)距儀、激光施工測(cè)量?jī)x、全站儀等儀器進(jìn)行地形測(cè)量、直線放樣、高程放樣、定點(diǎn)放樣等測(cè)量工作。

4、我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展

4.1數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程領(lǐng)域

大比例尺地形測(cè)繪和工程圖測(cè)繪，歷來是城市與工程測(cè)量的重要內(nèi)容和任務(wù)，利用傳統(tǒng)的方法工作存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、質(zhì)量控制難、功效低等缺點(diǎn)。隨著中國(guó)城市化和工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)大比例尺地形圖的需求量日益增大，同時(shí)對(duì)地形圖的更新周期要求也越來起短。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應(yīng)用，尤其自動(dòng)跟蹤全站儀的推出和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)以及先進(jìn)的數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)和電子平板測(cè)繪模式的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了地形圖從野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和自動(dòng)繪圖的自動(dòng)化成圖。數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)推出后在國(guó)內(nèi)各城市和工程測(cè)量單位產(chǎn)生很大的反響，很快地先后被國(guó)內(nèi)各單位普遍引進(jìn)并被廣泛應(yīng)用，提高了成圖質(zhì)量和效率，取得很好的效果和效益。

4.2攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中應(yīng)用

攝影測(cè)量技術(shù)已越來越廣泛的在城市和工程測(cè)繪領(lǐng)域中得以應(yīng)用，攝影測(cè)量由于高質(zhì)量、高精度的攝影測(cè)量?jī)x器的研制生產(chǎn)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用，使得其能夠提供完全的、實(shí)時(shí)的三維空間信息，不僅不需要接觸物體，而且減少了外業(yè)工作量，提高了測(cè)量精度，提高了效率，并能提供品種繁多的成果。在城市和工程大比例尺地形測(cè)繪、地籍測(cè)繪、公路、鐵路以及長(zhǎng)距離通訊和電力選線、描述被測(cè)物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測(cè)、文物保護(hù)和醫(yī)學(xué)上異物定位中都起到了一般測(cè)量難以起到的作用，具有廣泛的應(yīng)用前景。

4.3測(cè)繪傳感器的研究

應(yīng)用與集成進(jìn)一步發(fā)展傳感器是一個(gè)非常廣義的概念，可泛指各種能自動(dòng)化、高精度地采集數(shù)據(jù)的設(shè)備。GPS接收機(jī)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的全站儀、CCD數(shù)碼相機(jī)以及工程巖土位移伸縮計(jì)等都屬于傳感器。高精度和實(shí)時(shí)性是保證結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型工程安全施工和運(yùn)營(yíng)的重要保障。這就要求不同知識(shí)和專業(yè)領(lǐng)域的科技人員的共同合作，較全面地了解和掌握工程的安全狀態(tài)，以綜合分析建筑物的實(shí)時(shí)狀態(tài)。因此需要充分利用傳感器的自動(dòng)化和高精度的特點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、傳輸、處理和表達(dá)。這種需求極大促進(jìn)了各種傳感器的研發(fā)，并在各種工程中廣泛應(yīng)用從儀器的參展中也可以感受到，研究與開發(fā)適用于不同場(chǎng)合、不同環(huán)境、不同測(cè)程、不同精度的各種類型的傳感器及其軟件，并將它們合理地集成來解決實(shí)際工程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，仍然是工程測(cè)量的一個(gè)重要方向。

5、城市測(cè)繪工程在城市數(shù)字化建設(shè)中的前景

隨著傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)向數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)轉(zhuǎn)化，面向21世紀(jì)的我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和方向是：測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化；測(cè)量數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化；測(cè)量數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會(huì)化。它貫穿于工程建設(shè)的規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工、安裝與運(yùn)營(yíng)管理等全過程，其中包括規(guī)劃測(cè)量、控制定位測(cè)量、施工放樣測(cè)量及設(shè)備安裝定位測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)和分析以及精密工業(yè)測(cè)量等，促使工程測(cè)量的應(yīng)用范圍越來越廣，并推動(dòng)工程測(cè)量事業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。

結(jié)語：數(shù)字城市是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施是建設(shè)數(shù)字城市的基礎(chǔ)，而作為城市空間地理信息的生產(chǎn)者，城市測(cè)繪部門起著至關(guān)重要的作用。我們要以城市基礎(chǔ)測(cè)繪納人國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展計(jì)劃為契機(jī)，積極發(fā)展勘測(cè)科技，加強(qiáng)勘測(cè)技術(shù)研究，全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字測(cè)繪，并充分利用多種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，建設(shè)城市基礎(chǔ)空間信息系統(tǒng)，更好地為城市規(guī)劃與國(guó)土資源管理服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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