現(xiàn)代化城市規(guī)劃中的測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用

董 沖

臨沂市城市建設(shè)勘察測(cè)繪院 山東 臨沂 276000

在城市規(guī)劃管理的過(guò)程中，要充分地協(xié)調(diào)好城市的空間布局，切實(shí)地提高人們的生活質(zhì)量，全面地考慮城市所擁有的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和環(huán)境建設(shè)等眾多的建設(shè)內(nèi)容，這是一項(xiàng)與城市可持續(xù)發(fā)展協(xié)調(diào)的綜合性工作。

在復(fù)興進(jìn)程中的中國(guó)，城鎮(zhèn)化發(fā)展的科技水平將會(huì)進(jìn)一步提高，同時(shí)，不動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)將會(huì)全面發(fā)展，整個(gè)市場(chǎng)化體系將會(huì)更加健全。也在規(guī)劃管理的過(guò)程中，出現(xiàn)了許多的創(chuàng)新問(wèn)題，從而讓城市可以實(shí)現(xiàn)更為良性的發(fā)展，從而提高居民的生活品質(zhì)。所以，在城市規(guī)劃實(shí)施的具體工作中，必須對(duì)各種問(wèn)題進(jìn)行全面的分析[1]。

在目前的城市規(guī)劃和建設(shè)進(jìn)程中，規(guī)劃測(cè)繪工作是非常重要和必不可少的，在進(jìn)行城市規(guī)劃的測(cè)繪工作時(shí)，需要全面的認(rèn)識(shí)目前區(qū)域所具備的各種條件，此外，還需要對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的精煉，以便測(cè)繪數(shù)據(jù)能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃工作提供更為專業(yè)的發(fā)展參考[2]。

從以上的角度出發(fā)，本文對(duì)在城市規(guī)劃過(guò)程中，怎樣對(duì)測(cè)繪工作進(jìn)行優(yōu)化的方法展開了較為詳盡的剖析，期望可以為我國(guó)的測(cè)繪工作和城市規(guī)劃工作提供一些借鑒。

1 基本概念

1.1 城市規(guī)劃的根本含義

城市在建造之前，要對(duì)設(shè)計(jì)方法、施工進(jìn)度、預(yù)留空間等進(jìn)行充分的考慮，這在道路、交通、公共建筑物、村鎮(zhèn)規(guī)劃等各個(gè)領(lǐng)域都有很好的體現(xiàn)。就其內(nèi)容而言，可劃分為兩大類：一類是規(guī)劃與設(shè)計(jì)，另一類是建設(shè)與管理。其規(guī)劃與設(shè)計(jì)方案相對(duì)較為簡(jiǎn)便，主要是通過(guò)圖像資料對(duì)氣候、水源和風(fēng)向等要素進(jìn)行綜合分析，得出一個(gè)較為理想的方案。按照資源、人口的流動(dòng)和密度，以科學(xué)的發(fā)展思想為指導(dǎo)，進(jìn)行資源的整合，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。而在管理和建設(shè)方面，就比較復(fù)雜了，是以長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展計(jì)劃為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行的。在發(fā)展的歷史進(jìn)程中，對(duì)未來(lái)進(jìn)行了前瞻思考，體現(xiàn)了一種科學(xué)的、戰(zhàn)略的發(fā)展思路，即通過(guò)新與舊的有機(jī)融合，達(dá)到空間與時(shí)間的平衡發(fā)展[3]。

1.2 城市測(cè)繪的基本含義

城市工程測(cè)繪是將工程技術(shù)與城市規(guī)劃相結(jié)合，對(duì)地面起伏情況進(jìn)行測(cè)繪，通過(guò)一定的測(cè)繪手段進(jìn)行放大或縮放，并運(yùn)用多種圖形和圖表，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行記錄，制成地質(zhì)圖，為施工、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)圖紙，豐富工程資料。當(dāng)前，測(cè)繪工作已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)性工作，尤其是重大工程中，測(cè)繪工作尤為突出。這對(duì)今后的工程施工有很大的影響。同時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，地形圖的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。舉例來(lái)說(shuō)，運(yùn)用此方法，可編制出一份確定立體點(diǎn)位置的技術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)告，畫出天然的土地和水系的形態(tài)。采用相應(yīng)的軟件及測(cè)試工具，完成數(shù)據(jù)的采集及繪制。

2 現(xiàn)代化城市建設(shè)中測(cè)繪技術(shù)的意義

2.1 測(cè)繪技術(shù)是基本需求

城市的面積很大，僅靠視覺(jué)是不可能對(duì)城市進(jìn)行整體的規(guī)劃和布局的。隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)和城市化的加快，城市的信息化建設(shè)需要對(duì)區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、測(cè)試和管理。通過(guò)測(cè)繪技術(shù)能夠很好地獲得城市地理自然環(huán)境、區(qū)域規(guī)劃、道路交通等信息。通過(guò)對(duì)這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析，可以使相關(guān)部門更加直觀和全面地了解區(qū)域的基本情況，從而制定相應(yīng)的建設(shè)方案[4]。

2.2 測(cè)繪技術(shù)是先決條件

中國(guó)的每一座大城市都有著各自不同的特色，想要在城市化的過(guò)程中，保留自己原本的特色，這個(gè)時(shí)候，就需要利用地圖技術(shù)，運(yùn)用衛(wèi)星、遙感、 GIS等技術(shù)，這樣可以讓相關(guān)的工作人員在城市建設(shè)的過(guò)程中，對(duì)城市的基本信息有一個(gè)比較全面的了解，從而可以在這個(gè)基礎(chǔ)上，更好地開展城市的建設(shè)工作。進(jìn)而滿足人民群眾對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施的要求，以及實(shí)現(xiàn)城市的功能性，讓城市化建設(shè)走上科學(xué)化的道路。

2.3 測(cè)繪技術(shù)是建設(shè)依據(jù)

沒(méi)有資源的開發(fā)，城市的建設(shè)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此，必須從數(shù)據(jù)中提取地形、地貌、地質(zhì)等方面的信息。同時(shí)，科技人才也應(yīng)發(fā)揮其在城市中所具有的優(yōu)勢(shì)，為實(shí)現(xiàn)城市綠化與可持續(xù)發(fā)展，必須依托于測(cè)繪技術(shù)。

3 現(xiàn)代化城市建設(shè)中的測(cè)繪技術(shù)

3.1 衛(wèi)星測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

在我國(guó)，利用人造衛(wèi)星已經(jīng)很普遍了。當(dāng)前，我國(guó)的衛(wèi)星圖像技術(shù)已經(jīng)具有了很好的應(yīng)用前景，它具備了測(cè)繪、資源采集等多種能力，可以全方位采集地表資源數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行加工，形成1:50000基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品，除此之外，還可以對(duì)1:25000等規(guī)模較大的地形圖進(jìn)行維護(hù)和升級(jí)，為生態(tài)環(huán)境保護(hù)、城市建設(shè)提供參照。

3.2 無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)，極大地便利了測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，人們可以在地面上設(shè)置航線，然后把飛機(jī)送到地面上，在天空中40-60度角范圍內(nèi)拍攝，從多個(gè)角度對(duì)不同的建筑物進(jìn)行拍攝，其成像中心區(qū)域可達(dá)0.1米，通過(guò)較高分辨率的低緯度影像的拍攝，可以獲得一幅完整的3D立體影像，并將影像呈現(xiàn)在人們面前。三維可視化是古建筑保護(hù)的重要手段，傳統(tǒng)的二維圖像是看不到的，但通過(guò)對(duì)古建筑進(jìn)行三維重建時(shí)，可以將古建筑的墻體和屋頂一分為二，使其同時(shí)具有可視的特點(diǎn)。在拍攝過(guò)程中，首先可以將建筑物拍攝下來(lái)，再根據(jù)其對(duì)應(yīng)的線路排列，形成一幅地圖。得到了與真實(shí)建筑物相同的三維模型，確保了模型的真實(shí)感[5]。

3.3 衛(wèi)星遙感的應(yīng)用

近年來(lái)，衛(wèi)星遙感技術(shù)得到了快速發(fā)展，尤其是在技術(shù)方面取得了重大突破。遙感技術(shù)是對(duì)環(huán)境、自然、物體進(jìn)行測(cè)繪的一種方法，利用光學(xué)纖維技術(shù)，將被測(cè)物體發(fā)出的光線以一種光譜的形式再現(xiàn)物體的形狀和形態(tài)。遙感技術(shù)在航空航天、陸地地貌測(cè)繪中得到了廣泛的應(yīng)用，而將遙感數(shù)據(jù)與衛(wèi)星平臺(tái)構(gòu)建在一起，形成了一套完整的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，能夠得到更多的數(shù)據(jù)和觀測(cè)范圍。因其使用方便，適用面廣，技術(shù)成熟，已被廣泛應(yīng)用于中、小型地形圖及工程制圖中[6]。

3.4 GIS技術(shù)的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)為土地信息的存儲(chǔ)提供了必要的數(shù)據(jù)，使得土地管理規(guī)劃更具技術(shù)性、持續(xù)性。采用數(shù)值模擬的方法，可省去在其他特殊情況下進(jìn)行計(jì)算、設(shè)計(jì)和規(guī)劃的繁瑣工作。它最大的特點(diǎn)是能夠在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，從而保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性。這是一個(gè)綜合了氣候，地質(zhì)，水文等多層次信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。目前，在制定國(guó)土空間規(guī)劃時(shí)，特別是在技術(shù)規(guī)劃指標(biāo)評(píng)價(jià)中，已得到了廣泛的應(yīng)用。它是土地綜合評(píng)價(jià)和規(guī)劃平衡的基礎(chǔ)，是土地資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)者可對(duì)土地利用總體規(guī)劃有較好的認(rèn)識(shí)，并可作為思維及空間模擬的基礎(chǔ)。

地理信息系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)的硬件和軟件，將各種數(shù)據(jù)以一定的格式輸入、顯示、存儲(chǔ)和輸出。地理信息系統(tǒng)的主要功能是存儲(chǔ)、編輯和更新信息。在城市發(fā)展過(guò)程中，需要整理、收集大量的原始數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是非常龐大的，而地理信息系統(tǒng)可以很好地解決這些問(wèn)題。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)⒌匚飫澐譃閮深悾悍孔?，樹，道路。如橋等間斷的單個(gè)物體，如海拔，山脈，高度等，在存儲(chǔ)時(shí)，一種是以點(diǎn)，線，面的形式存儲(chǔ)，另一種是以列形式存儲(chǔ)，如柵格形式存儲(chǔ)。GIS作為一種優(yōu)秀的空間分析工具，應(yīng)用于城市發(fā)展，需要整合多種數(shù)據(jù)，并與實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比。保證最后的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤[7]。

現(xiàn)代三維技術(shù)為城市規(guī)劃和建設(shè)提供了一個(gè)跨平臺(tái)和跨部門的 GIS平臺(tái)，從而使城市中的各種地理信息資源得以共享。通過(guò)構(gòu)建一個(gè)綜合 GIS信息平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市基礎(chǔ)地理信息的統(tǒng)一管理和共享，從而有效地解決了當(dāng)前在城市規(guī)劃和管理中所存在的信息類型復(fù)雜、管理分散、信息平臺(tái)不整合等問(wèn)題。以此為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)代城市三維空間的全方位管理，提升了城市規(guī)劃的專業(yè)化水平。

3.5 RTK技術(shù)的應(yīng)用

RTK技術(shù)，又稱即時(shí)定位技術(shù)，其主要是通過(guò)在地面上設(shè)置的參照點(diǎn)，將衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)降孛?，并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，為今后的城市規(guī)劃建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在 RTK工作系統(tǒng)中，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站相結(jié)合，可以獲得更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。尤其是在大都市，當(dāng)車流越來(lái)越多，道路越來(lái)越多時(shí)，該方法的效果就會(huì)越來(lái)越好。

在城市繪圖工程中， RTK工作的應(yīng)用步驟如下：

首先，針對(duì)區(qū)域特點(diǎn)，做好相關(guān)的前期準(zhǔn)備工作，然后才能正式開展區(qū)域測(cè)繪工作。例如決定特定的名字，設(shè)置主機(jī)參數(shù)，轉(zhuǎn)換坐標(biāo)等等。在 GPS工作中，對(duì)各個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行定位，并進(jìn)行工程放樣。

其次，在具體的應(yīng)用場(chǎng)合， RTK施工系統(tǒng)需要提前獲取待測(cè)物體的實(shí)際座標(biāo)，以便有效地完成后續(xù)座標(biāo)轉(zhuǎn)換。而如今，絕大多數(shù)的城市，都需要獲取本地的獨(dú)立坐標(biāo)，這就需要將 WGS與本地的獨(dú)立坐標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)化。在實(shí)際情況下，根據(jù)測(cè)繪工程建設(shè)的要求，對(duì) RTK的操作系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。第一，將高等級(jí) GPS控制點(diǎn)均勻分布于被測(cè)區(qū)域，以確保在接下來(lái)的測(cè)繪中，可以及時(shí)獲取被測(cè)目標(biāo)的位置，并將其精確轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)。第二，就是要在開闊地帶設(shè)立參考點(diǎn)，只有在這個(gè)空曠地帶，系統(tǒng)才能獲取到WGS所在的區(qū)域，才能將其轉(zhuǎn)化為三坐標(biāo)[8]。

第三，為了更好地實(shí)施城市制圖，更好地發(fā)揮 RTK作業(yè)系統(tǒng)的功能，需要在流動(dòng)站配備相應(yīng)的接收機(jī)，在基準(zhǔn)站配備相應(yīng)的設(shè)備。通過(guò)提供準(zhǔn)確、全面和可靠的數(shù)據(jù)信息，可以對(duì)模糊問(wèn)題的解決進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，提高工作效率。在這一步中，測(cè)繪者可以選擇任意的參考點(diǎn)，并且可以根據(jù)地形情況，選擇地勢(shì)較高，電臺(tái)覆蓋范圍較廣的測(cè)點(diǎn)。在前期工作中，需要對(duì)周邊地形進(jìn)行全面調(diào)查，確保靶區(qū)沒(méi)有 GPS反射，也沒(méi)有其他無(wú)線干擾，接收端的位置要在南北方向。技術(shù)員要在控制區(qū)域內(nèi)設(shè)立基準(zhǔn)站，并打開接收機(jī)以確保其工作的正確性。接著，技術(shù)員在接收器的一端輸入了控制點(diǎn)的編號(hào)，并輸入了一定的天線高度。在這一點(diǎn)上，需要特別注意的是，要保證一個(gè)基地能夠接收到超過(guò)五顆衛(wèi)星的信號(hào)。在上述的安裝工作已經(jīng)完成之后，技術(shù)員還需對(duì)流動(dòng)站做進(jìn)一步的調(diào)試，以便它的接收頻率能夠完全符合測(cè)繪項(xiàng)目的實(shí)際需求，并且檢查儀器的指示燈，如果出現(xiàn)了不亮或者不正常的閃光現(xiàn)象，就應(yīng)該去檢修了。在確定 RTK的精度滿足有關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)之后，就可以進(jìn)行后續(xù)的測(cè)繪工作了，將所獲得的野外測(cè)繪數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的整理和計(jì)算，最終形成測(cè)繪文件[9]。

RTK施工過(guò)程中，受多種因素影響，應(yīng)盡量避免，確保RTK施工的穩(wěn)定。之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，主要還是因?yàn)镚PS還是有一定的局限性。全球定位系統(tǒng)的確能夠獲得來(lái)自太空的高頻、低功耗的衛(wèi)星信號(hào)，但是在穿越一些障礙物方面卻表現(xiàn)欠佳。實(shí)際上，如果目標(biāo)在接收機(jī)與人造衛(wèi)星之間，將會(huì)給信號(hào)的有效接收帶來(lái)不利的影響。有的甚至連門都是關(guān)著的。因此，全球定位系統(tǒng)在室內(nèi)不起作用。同樣的，當(dāng)存在著一些障礙物時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)類似于隧道、海底之類的東西。

在樹林里，由于樹木太多，想要獲得有用的數(shù)據(jù)，也是一件非常困難的事情。但這一方法并非必須適用于開闊地帶，實(shí)際上也適用于有障礙物的情況；此外，還可采取適當(dāng)?shù)拇胧?，使測(cè)繪精度得到提高。這就叫多個(gè)衛(wèi)星，多個(gè)衛(wèi)星一起使用，可以增加定位的精度。在正常情況下，一個(gè)地區(qū)的衛(wèi)星數(shù)量應(yīng)該在7到10顆之間。在有障礙物的情況下，在五顆人造衛(wèi)星的幫助下，檢測(cè)的精確度可以得到改善。例如，在森林、建筑物等區(qū)域，GPS能夠定位到特定的地點(diǎn)，并且能夠接收到五個(gè)衛(wèi)星，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)與成果。

3.6 GPS技術(shù)的應(yīng)用

GPS在城市測(cè)繪中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市地理信息的采集、分析、歸納和集成，給城市的生產(chǎn)、生活帶來(lái)了很大的方便。GPS定位技術(shù)在測(cè)繪技術(shù)中的應(yīng)用，首先要對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后再進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，從而判斷數(shù)據(jù)的正確性。在此基礎(chǔ)上，采用一種修正算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的同步修正。例如GPS-RTK技術(shù)，它是基于 GPS定位，通過(guò)定點(diǎn)探測(cè)，最后獲得精確的坐標(biāo)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)作出快速反應(yīng)，具有很高的精確度。該技術(shù)和檢測(cè)方法已在農(nóng)村、市郊和野外得到了廣泛應(yīng)用。適用于城市及高速公路沿線的地形地區(qū)。另一方面，在地籍精細(xì)測(cè)繪工作中，應(yīng)按照相關(guān)的測(cè)繪規(guī)范，對(duì)測(cè)繪資料進(jìn)行科學(xué)的測(cè)定。比如地皮，地形，地線等等，而且誤差要求很嚴(yán)格[10]。

3.7 VR技術(shù)的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）在國(guó)內(nèi)獲得了較大的發(fā)展，它是一種可以模仿真實(shí)世界的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，具有與人相同的感覺(jué)能力，可以進(jìn)行交互。通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)狀況的深入分析，可以讓城市規(guī)劃者得到最真實(shí)的數(shù)據(jù)，從而更好的進(jìn)行三維的城市規(guī)劃和建設(shè)，并且可以在多方案對(duì)比的基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)時(shí)的空間分析，從而更好的提高城市的整體質(zhì)量。當(dāng)前，多媒體技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于我國(guó)城市建設(shè)的總體規(guī)劃，并能對(duì)城市建設(shè)的成效進(jìn)行直觀的展示。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著現(xiàn)代化技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代化化城市在我國(guó)已初具規(guī)模。并表現(xiàn)出了發(fā)展的強(qiáng)大勢(shì)頭?，F(xiàn)代化城市的創(chuàng)建可以促進(jìn)在文化、政治、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域中的公眾信息規(guī)范化，從而更好地為公眾服務(wù)，方便公眾監(jiān)督，促進(jìn)社會(huì)的健康發(fā)展。隨著城市規(guī)劃、地圖技術(shù)的不斷進(jìn)步，城市的現(xiàn)代化進(jìn)程越來(lái)越快，要實(shí)現(xiàn)城市的現(xiàn)代化，就必須將這兩種技術(shù)結(jié)合起來(lái)。在未來(lái)的發(fā)展中，要確保城市的規(guī)劃測(cè)繪技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)，更好的為現(xiàn)代化都市的發(fā)展提供支撐。