一種高效的城市部件普查方法

李淑清，高　遠，范咪娜

(山東正元數(shù)字城市建設有限公司，山東 煙臺 264670)

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一種高效的城市部件普查方法

李淑清，高遠，范咪娜

(山東正元數(shù)字城市建設有限公司，山東 煙臺 264670)

數(shù)字化城市管理是經濟建設及信息化發(fā)展的迫切需求，城市部件普查是將物化的城市管理對象轉化成數(shù)字化的管理信息，是數(shù)字化城市管理的基礎。以威海市城市部件普查項目為例，通過分析城市部件的普查需求，采用GPS-RTK測量與移動設備調繪相結合的數(shù)據采集方法，以及“粗確權”、“分類別”、“分區(qū)域”的部件屬性信息調查方法，構建相應的城市部件普查技術體系?；谠擉w系進行圖形數(shù)據與屬性信息的城管數(shù)據庫搭建，構建一種高效城市部件普查技術方法。

城市部件；普查方法；屬性；數(shù)據庫

城市化和城市現(xiàn)代化建設是社會經濟發(fā)展的主要驅動力[1]，城市部件數(shù)字化又是城市化和現(xiàn)代化的重要組成部分，也是數(shù)字城市的重要數(shù)據來源[2-3]，通過城市部件普查工作實現(xiàn)城市部件的數(shù)字化，掌握城市部件的數(shù)量、類別、位置、屬性及分布等信息，提高城市基礎設施的管理水平，實現(xiàn)城市基礎管理的科學化與規(guī)范化，進一步實現(xiàn)“數(shù)字城管”的信息化建設?！皵?shù)字城管”是集3S、空間數(shù)據庫、網絡通信等技術為一體的新型城市管理手段，其在為城管提供綜合平臺和新型管理模式的同時，促進城市管理向信息化、數(shù)字化、網絡化的轉變[4]。城市部件普查包括部件的定位、屬性調查等，是城市部件空間數(shù)據庫建設的基礎[5-6]，數(shù)據采集的準確性及可靠性直接關系到城市的數(shù)字化管理。本文結合威海市城市部件普查的實際，探討一種快速的城市部件普查與數(shù)據庫建設的技術和方法。

1　城市部件普查數(shù)據信息需求

1.1城市部件分類與編碼

城市部件是城市最微小的細胞單元，是以物質形態(tài)為特征的城市基礎結構系統(tǒng)中的基本組成部分，表現(xiàn)為城市可供使用的各種公共設施，是城市管理中的直接管理對象[7]。本文介紹的威海市城市部件普查范圍主要包括：環(huán)翠區(qū)、高新區(qū)、經濟區(qū)周邊、文登區(qū)、臨港區(qū)中心區(qū)約114 km2以及約29 km道路。按照中華人民共和國國家標準《數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)·第2部分：管理部件和事件》(GB/T 30428.2-2013)[8]以及威海市的實際情況，將威海市的城市管理部件分為5大類及123小類。

城市部件編碼即部件標識碼由4個碼段，共16位數(shù)字組成，分別是：縣級及縣級以上行政區(qū)劃代碼6位；大類代碼2位，表示部件大類，從01開始順序編排；小類代碼為2位，表示部件小類，從01開始順序編排；內業(yè)流水號為6位，表示部件內業(yè)編碼順序，從000001開始順序編排，代碼結構如圖1所示。

圖1　城市部件編碼結構

1.2城市部件屬性結構

威海市城市部件的屬性結構內容包括：部件標識碼、部件名稱、主管部門代碼、主管部門名稱、權屬單位代碼、權屬單位名稱、養(yǎng)護單位代碼、養(yǎng)護單位名稱、所在單元網格、部件狀態(tài)、初始日期、變更日期、數(shù)據來源、備注、使用狀態(tài)、照片路徑。

2　城市部件普查技術體系的構建

2.1城市部件普查技術標準

1)不同類別的部件，具有不同的精度指標要求，威海市城市部件普查要求所有部件定位精度必須符合城市管理部件定位精度要求，如表1所示。

表1　城市部件定位精度要求

2)威海市城市部件普查成果的指標要求如表2所示，超過允許范圍視為不合格。

2.2城市部件及地理編碼普查

城市部件普查主要包括兩方面的內容：部件空間位置的測量和部件屬性信息的調查。

表2　威海市城市部件普查成果指標

威海市城市部件外業(yè)普查采用GPS-RTK測量與移動設備調繪相結合的作業(yè)方式。GPS-RTK測量適用于測量地形圖及管線數(shù)據中缺失的部件類，如行樹、售貨亭、公交站亭等，移動設備調繪適用于調繪地形圖及管線數(shù)據中較為完備的部件類，如路燈、各類井蓋等，兩種方法互為補充，有效避免部件普查過程中的遺漏、位置不準等情況，可以全面、快速、準確的完成城市部件的外業(yè)普查工作。城市部件外業(yè)普查的主要目的是完成部件空間位置的測定和城市部件照片的拍攝，數(shù)字化測量可有效提高外業(yè)工作效率，減少內業(yè)的工作量。

內業(yè)處理是通過部件照片判讀所測部件類別及信息，并采用“粗確權”、“分類別”、“分區(qū)域”的部件管理屬性確定方法進行相應信息處理。

城市部件數(shù)據庫建設的關鍵在于將外業(yè)普查部件的空間位置與其屬性信息一一對應，進行掛接，建立完備的圖形屬性數(shù)據庫。城市部件普查流程見圖2。

圖2　城市部件普查流程

2.2.1GPS-RTK測量法

威海市城市部件普查采用GPS-RTK測量法，利用山東省衛(wèi)星定位連續(xù)運行綜合應用服務系統(tǒng)(SDCORS)的網絡RTK技術進行外業(yè)部件定位。外業(yè)測量前，先對作業(yè)區(qū)域進行實地踏勘，依據踏勘結果對工作區(qū)域進行分片和對作業(yè)人員進行分組，并對各組作業(yè)人員和各劃分片區(qū)編號。制作片區(qū)接圖表和圖幅接合表，并根據實地情況分配任務，劃定作業(yè)員責任紅線，并制定工作完成計劃安排。測量初期2人一組，1人立桿，1人操作手簿進行碎步測量并利用手簿拍照功能進行部件拍照，作業(yè)流程熟練后可1人一組，進行部件普查工作。一個部件一次測量一張照片的作業(yè)方式，保證所測部件與所拍照片的一一對應關系。碎步測量點的點號即為所測部件的外業(yè)流水號，外業(yè)流水號命名方式為：“日期”+“組號”+“編碼”，例如5月8日第一組測量的第一個部件的編號為0508010001，此種命名方式相比較根據圖幅命名外業(yè)流水號的方式優(yōu)勢在于，外業(yè)作業(yè)人員可以根據普查范圍實際情況制定普查路線，不受限于圖幅，命名方式靈活好記，不會造成不同圖幅間串號等情況的發(fā)生。

2.2.2移動設備調繪法

工作底圖的質量好壞直接影響外業(yè)普查工作的效率。威海市城市部件普查是利用CASS軟件將收集到的威海市管線數(shù)據與威海市現(xiàn)有1:500比例尺地形數(shù)據進行套繪，當?shù)匦螖?shù)據與管線數(shù)據重復時，以管線數(shù)據為準，將管線數(shù)據變?yōu)椴噬?，其余?shù)據變?yōu)闊o色，以便區(qū)分，凸顯管線數(shù)據，對于地形數(shù)據中的線狀地物和面狀地物，如交通護欄、跨河管道、露天燃氣管道、綠地、水系等可直接提取轉換為對應的部件與地理編碼，房屋面與道路信息保留作為外業(yè)普查時的參考，將高程和標注等不需要的數(shù)據進行刪除，整理圖面后，作為部件外業(yè)普查的調繪底圖。

移動設備調繪法是指將GstarCAD MC軟件，作為部件外業(yè)普查調繪的軟件，安裝在未連入互聯(lián)網的手持式平板設備中，將工作底圖導入設備，進行外業(yè)部件調繪。

外業(yè)調繪時，1人一組按事先劃定好的區(qū)域進行外業(yè)普查。普查過程中，針對已有部件進行放大，在已有部件中心位置輸入外業(yè)流水號(命名方式同GPS-RTK測量法)，并利用移動設備拍攝部件照片，一個部件一次調繪一張照片，保證部件與照片的一一對應。該方法可將普查部件的空間位置及外業(yè)流水號通過空間關系賦值至ArcGIS數(shù)據庫，極大減少內業(yè)的工作量，實現(xiàn)內外業(yè)的無紙化、一體化作業(yè)。

2.2.3地理編碼外業(yè)普查

地理編碼的主要作用是數(shù)字化城市管理過程中，對城市部件的空間位置關系提供地理位置的參考。地理編碼主要包括：興趣點、門牌樓號牌、標志物等，普查方法與城市部件普查方法一致，在進行外業(yè)部件普查的同時進行地理編碼的采集。

2.3屬性信息的處理

部件的屬性信息是城市部件普查的一項重要內容[9-10],部件屬性信息的準確性直接影響到后期數(shù)字化城市管理的運行，屬性信息主要包括部件的物理屬性和管理屬性兩大類。

物理屬性主要包括部件的名稱、部件狀態(tài)、使用狀態(tài)等，可根據外業(yè)普查時拍攝部件的整體照片和細部照片進行信息的電子表格錄入，減少作業(yè)員外業(yè)作業(yè)時間，把部件類別及屬性信息的確認放到內業(yè)處理，將作業(yè)環(huán)境的影響降到最低，機動靈活，有利于項目的按期完成。城市部件普查的關鍵是保證部件的外業(yè)流水號、電子屬性表的外業(yè)流水號以及部件照片名稱三者是相同且唯一的，威海市部件普查，首先將外業(yè)普查的部件與照片進行一一對應，之后根據所拍攝部件的整體照片和細部照片進行物理屬性的電子表格錄入，保證三者的唯一性和一致性。

管理屬性主要包括部件的主管單位、權屬單位、養(yǎng)護單位等管理部門的信息，部件管理屬性信息的確認較為繁瑣和復雜，難以由單一部門逐個進行部件權屬確認，因此一直是城市部件普查的難點問題?？焖?、準確地確定部件的管理屬性信息，有利于將數(shù)字化城市管理過程中發(fā)現(xiàn)的損壞、丟失的部件及時反饋到相關部門處理，提高數(shù)字化城市管理效能。威海市城市部件普查項目采用“粗確權”、“分類別”、“分區(qū)域”的部件管理屬性確定方法。首先進行城市部件粗確權，根據收集到的資料及外業(yè)實際調查情況，初步確定部件的管理部門，然后由城市管理主管部門組織，相關部門參與，共同確認部件的權屬信息，對于部件類型與管理部門一一對應的形成管理部門與部件類別對照表，最后劃分部件管理區(qū)域，確定不同區(qū)域對應的部件管理部門信息。

3　城市部件普查技術體系的實現(xiàn)

為了準確、合理地反映城市部件及地理編碼的空間位置和屬性信息，根據城市部件的屬性結構要求，基于ArcGIS軟件平臺建立部件及地理編碼數(shù)據庫。

3.1圖形數(shù)據的處理

將外業(yè)普查的城市部件的空間位置數(shù)據通過數(shù)據格式轉換到ArcGIS軟件平臺，把外業(yè)流水號賦值到部件的屬性結構中，作為部件空間位置與屬性信息關聯(lián)的唯一值，完成圖形數(shù)據的處理，見圖3。

圖3　部件圖形數(shù)據庫

3.2屬性信息的處理

物理屬性信息的處理是將圖形數(shù)據與物理屬性的電子表格通過唯一的外業(yè)流水號字段進行掛接，自動匹配，完成屬性信息添加。

管理屬性信息的處理分為兩種：一種是某類部件歸屬于唯一的管理部門，例如公交站亭的管理部門是公交公司，針對此種情況，以部件名稱作為連接進行圖形數(shù)據與屬性信息的關聯(lián)；一種是某類部件在不同區(qū)域歸屬于不同的管理部門，例如污水井蓋的管理部門包括水務集團、市政管理處、街道辦事處等，此情況的處理方法是，依據內業(yè)已處理完成的部件權屬區(qū)域，進行空間分析，分區(qū)域匹配，完善部件的管理屬性信息。

圖形數(shù)據與屬性數(shù)據通過外業(yè)流水號一一對應，關聯(lián)之后，進行部件標識碼、所在單元網格等屬性信息的分類分區(qū)賦值，建立圖形數(shù)據合理、屬性內容全面的部件數(shù)據庫，如圖4所示。

圖4　部件屬性數(shù)據庫

4　結束語

城市部件普查是一項繁瑣的系統(tǒng)工程，快速、高效、準確的獲取城市部件的空間位置和屬性信息是數(shù)字化城市管理發(fā)展的基本保障[11-12]。威海市城市部件普查項目基于GPS-RTK測量法和移動設備調繪法的普查作業(yè)方式，減少外業(yè)“地毯式”普查的人員投入，降低外業(yè)作業(yè)時間，實現(xiàn)無紙化作業(yè)，有效避免天氣等外部環(huán)境對普查工作的影響。城市部件的數(shù)字化測量以及“粗確權”、“分類別”、“分區(qū)域”的屬性信息確權方法，極大減少內業(yè)的工作量，提高作業(yè)效率。圖形數(shù)據與屬性信息的合理掛接，構建準確的城管數(shù)據庫，作為后續(xù)數(shù)字城管系統(tǒng)搭建的基礎數(shù)據。本文探討的城市部件普查方法經過實際驗證切實可行，可作為其他城市部件普查工作的參考。

[1]龔健雅,王國良. 從數(shù)字城市到智慧城市:地理信息技術面臨的新挑戰(zhàn)[J]. 測繪地理信息,2013(2):1-6.

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[10] 吳瓊.淺談地理國情普查成果的應用[J].測繪與空間地理信息，2015,38(10):106-108.

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[責任編輯：張德福]

Research on an efficient method of city component census

LI Shuqing, GAO Yuan, FAN Mina

(Shandong Zhengyuan Digital City Construction Co., Ltd, Yantai 264670, China)

Digital city management is an urgent need for economic construction and information development, and city component census is the basis of the digital city management, which transforms the materialized city management objects into digital management information. This paper takes Weihai City component census as an example. By analyzing the needs of city component census, the data acquisition is carried out by using GPS-RTK measurement and mobile devices, and “rough right”, “sub categories” and “sub regional” component attribute information investigative method, to build the appropriate city component census technical system. Based on the system a graphic data and attribute information of city management database construction is provided to form an effective method of the ciy component census.

city components；census method；attribute；database

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2016.11.015

2015-11-21

高遠(1989-)，男，碩士研究生.

P208

A

1006-7949(2016)11-0076-04