城市大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的動態(tài)更新研究

何朝漢 衛(wèi)林波

（1.重慶嘉陽測繪有限公司 重慶彭水 409600 2.重慶市彭水縣規(guī)劃和自然資源局 重慶彭水 409600）

大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)除了滿足城市規(guī)劃建設(shè)及發(fā)展外，也是數(shù)字城市建設(shè)，實施多規(guī)合一、自然資源管理、城市運行及城市演變分析等工作的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。隨著新時代的發(fā)展，城市建設(shè)步伐明顯加快，城市基礎(chǔ)設(shè)施的不斷升級，也加快了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的變化速度。目前，彭水縣隨著舊城區(qū)棚戶區(qū)改造、連接道工程等多個項目的實施和新城區(qū)的建設(shè)，如果基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)停滯不前，就會對城市發(fā)展帶來諸多的不便，所以必須保證其數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性，這樣才能更好的為社會發(fā)展提供更精確的數(shù)據(jù)信息。隨著各政府、企事業(yè)單位對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的時效性要求越來越高，以定期更新的傳統(tǒng)模式已經(jīng)不能滿足其應(yīng)用要求，實施動態(tài)更新是新時代發(fā)展的大勢所趨。

近年來，彭水縣主城區(qū)先后完成了1：500地形圖修補測，地下管線動態(tài)更新和建筑物信息調(diào)查等工作，并建立了相關(guān)的數(shù)據(jù)庫。在此基礎(chǔ)之上，通過不動產(chǎn)測繪、跟蹤測量、竣工規(guī)劃核實測量等方式對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進行更新，保證了其數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性、完整性。本文作者對城市大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動態(tài)更新的內(nèi)容、原則與方法進行了研究，提出了城市大比例尺基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)動態(tài)更新的解決方法，以供參考。

1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新的發(fā)展

動態(tài)更新是與定期更新相對而言的，定期更新是規(guī)定的周期內(nèi)實現(xiàn)地理信息矢量數(shù)據(jù)更新而將數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性保持在周期時間內(nèi)，而動態(tài)更新是將基礎(chǔ)地理信息矢量數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性保持在幾天或幾個月之內(nèi)，根據(jù)其變化采用實時更新的模式進行數(shù)據(jù)更新。從發(fā)展歷程來看，城市大比例尺地理信息數(shù)據(jù)更新經(jīng)歷了定期更新到實時動態(tài)更新，從局部重點區(qū)域更新到全面更新，應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)手段更新到綜合運用現(xiàn)代高科技術(shù)更新的發(fā)展歷程。

2 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動態(tài)更新的內(nèi)容

城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)主要包括數(shù)字線劃圖（DLG）、數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)字柵格地圖（DRG）、地下管線數(shù)據(jù)及元數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)動態(tài)更新的內(nèi)容包括空間實體發(fā)生變化、相關(guān)屬性信息發(fā)生改變以及拓撲關(guān)系重建等。

3 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動態(tài)更新的原則

由于城市大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)在城市的規(guī)劃和發(fā)展中不可或缺，在進行動態(tài)更新時，應(yīng)遵循以下幾方面的原則：

3.1 數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性原則

當城市的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的發(fā)生變化時，一定要及時、準確地對數(shù)據(jù)進行更新，以保證起數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。

3.2 數(shù)據(jù)一致性原則

主要包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)內(nèi)容、坐標系統(tǒng)、格式等的一致性。在我國全面啟用2000國家大地坐標系后，不同坐標系的數(shù)據(jù)需要進行坐標轉(zhuǎn)換，在更新時，必須保證各個圖種之間數(shù)據(jù)的一致性。

3.3 同步性原則

城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的種類繁多，屬性信息也較為復雜，在更新的時候，既要對圖形數(shù)據(jù)進行更新，又要對屬性信息進行同步更新。

3.4 精度匹配原則

對于更新的城市基礎(chǔ)地理信息應(yīng)該保證其精度要求，確保原數(shù)據(jù)與更新數(shù)據(jù)正確銜接，同時還有注意更新部分和未更新部分的精度匹配。

3.5 合理性原則

更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計要有合理性，應(yīng)最大限度地減少數(shù)據(jù)的冗余度，保持數(shù)據(jù)的完整性和一致性。

3.6 數(shù)據(jù)安全原則

作業(yè)生產(chǎn)單位有對數(shù)據(jù)生產(chǎn)應(yīng)嚴格執(zhí)行保密責任，需確保數(shù)據(jù)的安全，加強保密管理，不能泄密。數(shù)據(jù)成果不能提供給第三方使用。為防止對數(shù)據(jù)的非法使用，數(shù)據(jù)庫應(yīng)設(shè)定用戶的管理權(quán)限，并記錄數(shù)據(jù)操作的整個過程，以防止對數(shù)據(jù)的損壞。

4 數(shù)據(jù)動態(tài)更新的技術(shù)流程

城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的動態(tài)更新應(yīng)對城市規(guī)劃區(qū)域制定更新策略，根據(jù)收集的影像資料、規(guī)劃報建相關(guān)的資料、專題數(shù)據(jù)資料等，及時發(fā)現(xiàn)并確認變化的區(qū)域，通過外業(yè)實測、攝影測量等進行更新測量，最后將建設(shè)項目跟蹤測量、竣工規(guī)劃核實測量等測繪成果與已有數(shù)據(jù)整合，經(jīng)質(zhì)量驗收合格后，進行數(shù)據(jù)庫更新，從而實現(xiàn)大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的動態(tài)更新。

城市大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動態(tài)更新的技術(shù)流程如圖1所示。

圖1 技術(shù)流程

5 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動態(tài)更新的方法

大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新方法依據(jù)地形要素變化率、比例尺大小、資料情況等因素可分為重測、修測、編繪；數(shù)據(jù)庫更新方法可分為版本式更新、增量式更新?，F(xiàn)就不同的數(shù)據(jù)類型進行更新的方法總結(jié)如下：

5.1 DLG更新方法

DLG數(shù)據(jù)更新是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新的重點，根據(jù)地形變化情況、資料情況、儀器設(shè)備、人員技術(shù)水平等情況，可采用外業(yè)實測法、攝影測量法、編繪法，在實際更新工作中，可一種或幾種方法結(jié)合使用。

外業(yè)實測法采用全站儀采集、網(wǎng)絡(luò)RTK、三維激光掃描等外業(yè)方法，獲取地形點的坐標和高程。更新的方法及要求按CJJ/T8執(zhí)行。攝影測量法采用無人機航空攝影測量（含傾斜攝影測量）方法，來獲取地物的坐標和高程。編繪法利用大于現(xiàn)有比例尺的最新地形圖和資料，經(jīng)內(nèi)容的取舍和更新、制圖綜合編輯等技術(shù)方法編制地形圖。

5.2 DEM更新方法

地形的變化一般是局部性而非整體性的，更新時應(yīng)充分利用這一特性，在原有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行修測。傾斜攝影測量法是生產(chǎn)高精度、大范圍DEM最常用的方法，通常是利用無人機傾斜攝影測量系統(tǒng)等技術(shù)方法進行DEM數(shù)據(jù)采集。機載激光雷達測量法能夠快速、高精度地獲取飛行區(qū)域內(nèi)地形地物的三維坐標，通過對獲取的三維坐標數(shù)據(jù)進行濾波、分類、建模等步驟，獲取DEM數(shù)據(jù)。

5.3 DOM更新方法

DOM更新與DEM更新方法類似，以航空影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，利用已有基礎(chǔ)測繪成果，用全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)等技術(shù)方法更新DOM。

5.4 地下管線更新方法

地下管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新一般是通過跟蹤測量和竣工核實測量的方法來完成，部分區(qū)域采用一次性地下管線探測來獲取管線數(shù)據(jù)進行入庫。由于地下管線竣工后難以準確探測管點平面位置和埋深，所以城市的地下綜合管線數(shù)據(jù)基本都是采用竣工核實測量的數(shù)據(jù)進行動態(tài)更新入庫。

5.5 元數(shù)據(jù)更新方法

按CH/T1007標準中對元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、記錄、內(nèi)容和格式的要求進行元數(shù)據(jù)信息采集。采集作業(yè)時，可以開發(fā)專用采集和格式轉(zhuǎn)換軟件，應(yīng)注意元數(shù)據(jù)中的“更新日期”、“更新內(nèi)容”等更新信息的采集。

5.6 數(shù)據(jù)庫更新方法

數(shù)據(jù)庫更新周期應(yīng)與數(shù)據(jù)采集同步進行，更新方法主要有增量式更新和版本式更新。增量式更新是在原有數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，只對發(fā)生變化部分進行相應(yīng)修改；版本式更新是數(shù)據(jù)更新后，全部替換原有數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，從而達到數(shù)據(jù)庫更新的最終目的。

6 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)動態(tài)更新的質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)更新成果的質(zhì)量檢驗執(zhí)行二級檢查一級驗收制度，即更新成果應(yīng)依次通過測繪單位作業(yè)部門的過程檢查、測繪質(zhì)檢部門的最終檢查和項目管理單位組織驗收。

6.1 項目過程檢查

測繪作業(yè)單位對各階段完成的測繪成果，應(yīng)嚴格按照相關(guān)的作業(yè)依據(jù)和驗收標準對每項成果進行自檢、互檢等過程檢查；按生產(chǎn)的進度及時進行，一般應(yīng)按工序或階段成果盡早進行，便于作業(yè)標準和質(zhì)量標準的統(tǒng)一；在進行檢查的過程中應(yīng)規(guī)范填寫檢查記錄，最后并出具質(zhì)量自檢報告。

6.2 最終檢查

過程檢查合格后，按相關(guān)要求提交市測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗中心對更新成果進行最終檢查。檢驗合格后，由作業(yè)單位進行成果的移交。

6.3 成果驗收

更新成果經(jīng)質(zhì)量檢驗合格、全部移交更新成果后，由項目管理單位組織組織專家或委托質(zhì)量檢驗機構(gòu)對更新成果進行驗收。

7 總結(jié)與展望

隨著社會的快速發(fā)展，城市大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)覆蓋范圍越來越大，數(shù)據(jù)信息變化越來越快，因此保持數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性和準確性尤為重要。為了數(shù)據(jù)動態(tài)更新工作可持續(xù)開展，應(yīng)當建立相應(yīng)的機制，如政策機制、資金保障機制、動態(tài)巡查機制、考核激勵機制等。同時，應(yīng)對城市大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新模式進行不斷的探索研究，結(jié)合彭水縣山地城市的特點，加大對自然資源空間數(shù)據(jù)的挖掘與分析，提高新型測繪技術(shù)，如利用無人機傾斜攝影測量技術(shù)、三維實景模型、機載三維激光點云等技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)變化并采集相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)，從而在數(shù)字城市、智慧城市建設(shè)中起到良好的推動和促進作用。