淺析“3S”技術(shù)原理及其在漳州城市規(guī)劃測量中的應用展望

蔡少淼

(漳州市測繪設(shè)計研究院,福建 漳州 363000 )

1 前言

隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展和城市化(urbanization)腳步的快速邁進,城市規(guī)劃技術(shù)水平也不斷隨著城市化進程而發(fā)展。隨著計算機技術(shù)以及空間定位技術(shù)的發(fā)展,測繪學取得前所未有的大跨躍發(fā)展,傳統(tǒng)的大地測量現(xiàn)在已經(jīng)逐步向空間大地測量轉(zhuǎn)變,常規(guī)的測量方式也逐步向空間定位以及衛(wèi)星定位方向發(fā)展；隨著全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和遙感技術(shù)(RS)的不斷創(chuàng)新和迅速發(fā)展,已經(jīng)能夠為我們在城市規(guī)劃測量中提供新的信息和方法,并在我們城市規(guī)劃測量工作中提高工作效率、改變工作模式、更新技術(shù)手段等方面起著舉足輕重的作用,為實現(xiàn)城市規(guī)劃可持續(xù)性發(fā)展提供了可能。所有這些都使得“3S”技術(shù)在現(xiàn)代城市規(guī)劃測量中得到了越來越多的應用,成為城市規(guī)劃測量中不可缺少的重要技術(shù)和手段。

2 “3S”技術(shù)和城市規(guī)劃測量的簡介

2.1 GPS、GIS、RS的基本概念

GPS(全球定位系統(tǒng))是美軍自上世紀70年代初期開始研制的衛(wèi)星導航和定位系統(tǒng)。它是1種同時接收來自多個衛(wèi)星的電波信號,以衛(wèi)星為基準求出接收點位置的技術(shù),具有定位精度高、觀測時間短、操作簡便、全天候作業(yè)等特點。GPS由于定位的高度靈活性和具有常規(guī)測量無法比擬的高精度,不僅可以用于測量、導航,還可用于測速、測時等,提供野外基礎(chǔ)測繪的控制數(shù)據(jù), 在大地測量和工程測量中,GPS全球定位系統(tǒng)的發(fā)展越來越得到廣泛應用。

GIS(地理信息系統(tǒng))是在計算機軟件和硬件支持下,將空間數(shù)據(jù)等以一定格式輸入、存儲、檢索、顯示、輸出、更新和綜合分析應用的系統(tǒng),具有標準化、數(shù)字化和多維結(jié)構(gòu)等基本特點,是綜合處理與分析多源時空數(shù)據(jù)的理想平臺,能為現(xiàn)代城市規(guī)劃測量和管理的現(xiàn)代化提供強大的技術(shù)支持。

RS(遙感技術(shù))是一門建立在空間、技術(shù)、光學、信息論以及地球科學基礎(chǔ)上的綜合性技術(shù),利用飛機、衛(wèi)星等空間平臺上的傳感器,從空中遠距離對地面進行觀測,根據(jù)目標反射或輻射的電磁波,經(jīng)過校正、變換、圖像增強和識別分類等處理,快速地獲取大范圍地物特征和周邊環(huán)境信息,獲得實時、形象化、不同分辨率的遙感圖像。具有覆蓋范圍廣、成圖速度快、收集資料不受地形限制等優(yōu)點,使得獲取地面數(shù)據(jù)的方法更加先進,快捷,已經(jīng)成為現(xiàn)代城市規(guī)劃測量領(lǐng)域里的主要數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)更新手段。

2.2 城市規(guī)劃測量

城市規(guī)劃測量是按照規(guī)劃行政主管部門依據(jù)城市規(guī)劃確定的規(guī)劃條件進行的測繪活動。其基本內(nèi)容有：城市規(guī)劃道路定線測量、建設(shè)用地界址點和界址線測量、市政規(guī)劃測量等。作為一項服務(wù)于城市規(guī)劃建設(shè)的實用性測量工作,有著其自身的特點和精度要求,隨著我國城市化進程的不斷推進,城市規(guī)劃測量的要求也不斷提高,傳統(tǒng)的測量和管理方法已經(jīng)不能適應越來越高的城市規(guī)劃需求,隨3S技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應用,新興的“3S”技術(shù)為城市規(guī)劃測量的進一步發(fā)展起到了決定性的作用。

3 漳州市城市規(guī)劃測量中“3S”技術(shù)的應用展望

3.1 測量控制網(wǎng)的建設(shè)與改造

城市測量控制網(wǎng)是城市規(guī)劃的基礎(chǔ)框架,為城市測量、規(guī)劃、工程建設(shè)、城市空間信息系統(tǒng)提供重要的基準和技術(shù)支撐?；镜牟季W(wǎng)原則是在保證城市相應等級控制網(wǎng)最弱邊及點位的精度的基礎(chǔ)上,使所布設(shè)的控制網(wǎng)有足夠的密度、方便實際應用。

漳州市區(qū)上世紀所建立的測繪基準基本上采用低精度、二維、非地心的局域定位和以地面網(wǎng)點傳遞為主的技術(shù)方式。隨著測繪科技的不斷進步和城市建設(shè)的飛速發(fā)展,其缺陷日顯嚴重,主要表現(xiàn)在：覆蓋范圍有限、成果現(xiàn)勢性較差、而且存在著高精度的衛(wèi)星定位三維成果,與較低精度的、二維大地坐標框架不相匹配等問題,急需進行更新改造。原漳州市城市控制網(wǎng)的覆蓋范圍不足100km2,已經(jīng)不能滿足漳州市都市區(qū)范圍的規(guī)劃建設(shè)需要。漳州市區(qū)范圍內(nèi)最早建立的C級GPS控制網(wǎng),實現(xiàn)漳州市區(qū)內(nèi)的覆蓋,緊密結(jié)合漳州市城市規(guī)劃實際情況,既滿足了近期發(fā)展的需要,又顧及了中遠期城市發(fā)展的需求。該網(wǎng)的建成為漳州市的城市規(guī)劃、建設(shè)和管理以及“數(shù)字漳州”的實施提供及時、準確、可靠的空間基礎(chǔ)地理信息保障,發(fā)揮了顯著的社會效益與經(jīng)濟效益。今年來,漳州市啟動規(guī)劃區(qū)GPS C級大地控制網(wǎng)的更新改造工程,在規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)布設(shè)32個C級控制點,實現(xiàn)對1260 km2的地域進行總體控制,同時布設(shè)若干個D級控制點,以期形成一個完善的大地空間定位體系,在直接為地籍測量和工程測量等測繪服務(wù)的同時,為社會提供災害監(jiān)測等多項綜合服務(wù)。為滿足漳州市城鎮(zhèn)地籍調(diào)查1∶500地形圖數(shù)字化測圖工程的需求,漳州市在原有C級GPS控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上,在市區(qū)35平方公里范圍內(nèi)布設(shè)了由32個點組成的D級GPS控制網(wǎng),為今后市區(qū)控制網(wǎng)改造和信息化測繪工作開展打下堅實的基礎(chǔ)。

3.2 基本地形圖的生產(chǎn)與更新

最近十幾年來隨著3S技術(shù)的廣泛應用和發(fā)展利用航空影像和遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)源,使我們漳州市的城市空間數(shù)據(jù)的更新和生產(chǎn)取得了顯著的成績。目前漳州市地形圖件基本上覆蓋了漳州市的建成區(qū)、規(guī)劃市區(qū)和主要市郊。3S技術(shù)的使用使基本地形圖的生產(chǎn)與更新成本更低、現(xiàn)時性更強、更新更快、生產(chǎn)周期更短,避免了用傳統(tǒng)局部修測更新的周期長、投資大等種種弊端,為城市規(guī)劃提供現(xiàn)勢性較強的基礎(chǔ)資料中發(fā)揮著重要作用。

3.3 應用系統(tǒng)開發(fā)與建設(shè)

我們還在根據(jù)漳州市城市規(guī)劃的需要建設(shè)信息數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),運用3S技術(shù)則能將大量的基礎(chǔ)信息和專業(yè)信息進行規(guī)范化數(shù)據(jù)建庫,實現(xiàn)空間信息和屬性信息的一體化管理與可視化表現(xiàn),提供方便的信息查詢和統(tǒng)計工具,克服傳統(tǒng)手段手段落后、效率低下的局限性,推動數(shù)字漳州的進程。

目前漳州市正在完善漳州市空間基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫管理信息系統(tǒng),系統(tǒng)以漳州市測繪設(shè)計研究院信息化建設(shè)需求為基礎(chǔ),參考相關(guān)行業(yè)標準和相關(guān)技術(shù),其中包含：1∶500基礎(chǔ)地形,1∶1000基礎(chǔ)地形,1∶2000基礎(chǔ)地形,1∶5000基礎(chǔ)地形,1∶10000基礎(chǔ)地形,1∶2000彩色正射影像,1∶5000彩色正射影像,漳州市控制網(wǎng),漳州市地下綜合管線,規(guī)劃和土地利用數(shù)據(jù)等,為漳州市測繪技術(shù)革新提供全面的技術(shù)保障,并建立起一套從數(shù)據(jù)生產(chǎn)到入庫和數(shù)據(jù)輸出的標準規(guī)范。使漳州市測繪數(shù)據(jù)成果即能滿足GIS要求又能滿足CAD要求。

4 結(jié)語

3S技術(shù)為城市規(guī)劃測量提供了新的數(shù)據(jù)來源和技術(shù)手段。隨著3S技術(shù)的進一步發(fā)展,必會將其在城市規(guī)劃測量的綜合應用推向更高的層次,在城市規(guī)劃測量工作方面產(chǎn)生重大的經(jīng)濟和社會效益,使之成為推動漳州城市規(guī)劃測量發(fā)展和數(shù)字漳州建設(shè)的源動力。