对城市基础设施普查的数据生产方法的探讨

曹晓庆

(南京市测绘勘察研究院有限公司，江苏南京 210005)

对城市基础设施普查的数据生产方法的探讨

曹晓庆∗

(南京市测绘勘察研究院有限公司，江苏南京 210005)

通过对南京市城市基础设施普查的数据生产方法的探讨，总结出一套高效的数据生产方法。

城市基础设施普查；周期；质量；数据结构；要素；更新

1 引 言

1.1 项目背景

为了全面、准确地掌握城建基础信息，推动南京市城建基础设施数字化管理进程，南京市政府拟通过新一轮的南京市城建基础设施普查，核查与丰富原有的城建基础信息，建立城建基础设施地理信息系统(GIS)空间数据库和业务数据库，以满足城建基础设施统一管理的要求，同时要保证普查成果数据能够满足各城建基础设施管理部门的管理要求。

纳入普查的对象是城市市政工程、公用事业、园林绿化、环境卫生等四个方面共14个专业行业的城市基础设施。范围包括:南京老市区(包括江南八区和原老浦口、老大厂)、河西地区、仙林大学城、南京经济技术开发区、高新产业技术开发区，总面积约759 km2。

1.2 研究目的

本项目数据采集和加工周期2007年6月～2008年1月为期7个月，周期紧、范围广、任务重、质量要求高，如何在规定的时间内以最优的质量完成任务，必须有一套高效的生产流程和作业方法。通过探讨本次数据生产过程中的得与失，总结经验，得出一套科学的数据生产流程。

2 数据结构分析

2.1 普查对象分类

本次城建基础设施普查的对象涵盖全市市政基础设施、公用事业、园林绿化、环境卫生4个行业，共8个大类(道路及其附属设施、排水、路灯、城市供水节水、城市燃气、城市公共交通、园林、环卫)，22个子类和78个小类的城市基础设施，如图1所示。

其中每一个子类还包括很多小类，例如路灯，如图2所示。

图1 城建基础设施普查对象体系

图2 城市路灯的普查对象

对这次普查的对象分析后可以将普查的对象分为两类要素，一类为沿道路的普查对象，包括了各个行业的位于道路上及两侧的对象，涵盖了道路、市政路段、道路附属设施、路灯、箱、排水的各类井盖、箅子等，公用的各类给水、燃气的井盖阀门、公交站牌、出租车停靠点、道路上及两侧园林绿化对象等；二类为专项核查对象，包括桥梁、泵站、隧道、河道及其附属设施、增压站、供水企业、自建供水设施、节约用水管理部门、燃气的各类加气站、储备站、门站和调压站(箱)、公共交通的其他信息，各类广场、游园以及环卫的厕所、垃圾中转站和设备信息。

2.2 数据结构设计

针对以上的普查对象的特点，结合甲方对数据的专业属性的特殊需求，制定出合理的数据标准和结构。此次数据结构的设计中最大的特点是将道路划分为路段(每两个十字路口之间的道路为一段，定义了次要道路服从主要道路等原则)来处理，为以后的道路更新提供了便利。部分数据标准如下，如表1所示。

道路设施数据标准 表1

合理的数据结构是项目成功的一半，由于时间紧，未能仔细地做需求分析，数据结构的版本由当初的1.0升级到4.3，中间增加了很多新的属性和要素。如道路设施中的立交桥，一开始数据结构设计的时候为点状要素，后来发现这样的数据结构无法满足甲方显示要求，同时图形的完整性和连续性也无法满足，后改为综合要素来表现立交桥，将立交桥划分为路段，同时立交桥的定位信息依旧用点来表示，这样就能满足两方面的要求，但造成一定量的内业返工。再如厕所的蹲位的属性，一开始数据结构的设计中并未区分男蹲位和女蹲位，只要蹲位的总数，而甲方真正需要的是男蹲位和女蹲位。蹲位总数可以通过计算获得。数据结构修改后增加了这两个字段，也造成了一定量的返工。可见数据结构的制定是至关重要的，对客户的需求分析也是必不可少的，这关系到后期的数据生产。一但制定了数据结构，在正式数据生产开始后，应该尽量避免对数据结构的修改。

2.3 数据精度要求

根据不同地物的特点，将精度主要定为3个等级，如表2所示。

普查对象定位精度要求 表2

对普查对象的精度要求分析后，可以确定使用什么样的数据源和采用什么设备进行定位。我们单位已有的覆盖以上测区的1∶500、1∶1 000的地形和管线数据涉及了大部分本次普查对象的空间位置和相关属性，精度完全符合要求，其他不足区域可用1∶2 000正射影像图来补充。同时外业人员可以通过电子测距仪或皮尺来获取普查对象的位置、长度、宽度等指标，采用GPS定位也是快速获得坐标的好方法。

3 数据生产方法

3.1 总述

这次数据的坐标系统为92南京地方坐标系，高程系统为吴淞高程系统。数据提交格式为普查对象的空间信息与属性信息统一的Personal Geodatabase格式，同时提交对应的xml文件。

图3 普查与录入技术流程图

针对上述的数据结构和精度要求，并根据自身已有数据和甲方提供数据的特点，制定出对应的数据加工流程和数据采集方法，如图3所示。

后因周期的缘故，采用了边质检，边作业的方法，这首先要求内外业人员在作业的过程中有高度的责任感，并加强自我检查。一个批次的图调查结束后，先提供内业作业，同时提供质检人员随机的样本图，若样本图合格，则该批次图幅合格。这样大大提高了效率，后仅有一个批次的图幅由于地形比较复杂，批为不合格，退改，但返工的工作量不大。

3.2 现有数据加工

首先，充分利用现有的基础地形、基础地下管线数据和最新的航空影像数据，提取如路灯、井盖等数据，构绘绿地边界；其次，再结合外业在实地的调查，删除已经不存在的地物同时增加新增地物。由于本身的数据精度比较高，在地形变化比较大的地方，先进行局部修测，而仅有地物增减的地方，采取了两点交汇法来定位。同时甲方也提供了市政排水GIS系统、市政路灯GIS系统中建立的城建基础设施数据库，需要对这些数据进行核实和补充。首先根据坐标比对，程序化的将甲方的数据写入我方普查数据中，如路灯的杆高、灯具的生产厂家等，其次对于无法程序化的数据，采用内外业结合的方法人工干预。

3.3 沿道路要素采集并加工

本次沿道路要素的采集主要是采用分图幅的方式，但这样采集方式对一些连续性地物如绿地(需采集绿地中树木的棵数)、行道树、人行道等造成了不少的接边问题，这个作业方法有待改进。结合外业人员作业的特点，提出了这样一种统一和分散相结合方法。对于主要道路，由于其拥有的普查对象比较多，例如一条道路涉及几个图幅，建议挑选一个作业水平较高的作业员来全部负责，这样就避免了由于不同的作业人员对地物理解的不同而造成的接边问题。同时由于一条路由一个作业人员来负责，可以跨出图幅的限制，连续性可以得到保证，也减少了接边问题。对于次要道路，由于其拥有的普查对象相对较少，可以分图幅调查，但注意应分片由一人负责，同时做好接边处的记录。如一个绿地应该完整，若此绿地在本幅图内涉及较大区域，则该图的作业人员应将该绿地中的所有树木计算出来，同时在图纸上注明“该绿地已全部调查”，这样提交后可以便于内业人员更好的整理数据，同时也避免了重复调查。

3.4 专题要素采集并加工

专题要素的采集主要采用了两种方法，一种是比如桥梁这样的地物，在地形图上有明确的定位信息和属性信息如名称等，先由内业直接在地形上提取无法确认的要素，交由外业实地采集；第二种是比如路灯的箱式这种专业的地物，在图上无法提取的，直接由外业实地用GPS定位，再在图上展点。这样两种方法相互补充，并结合已有数据的特点，大大缩短了作业周期，也节约了人力成本。

3.5 GIS数据加工

由于ArcMap本身的图形编辑功能不够突出，而且现有作业人员对CAD操作比较熟练，所以所有的数据外业采集结束后先由内业在CAD中加工成图，并添加部分属性，再由程序转入ArcMap中进行后期的数据录入和编辑。如道路等的管理属性是由甲方提供的，需录入，而道路的宽度等属性，是由内业在图上量测并填写的。而GIS加工中一个比较大的工作量是地物间相互关系的建立，如一个井盖，其落在哪条道路的某个路段上，是通过属性“所属道路”来联系的，而这个关系是由作业人员填写的，虽然后期半自动化进行了所属道路的挂接，但效率还是比较低。这种数据结构的设计，可以在后期大大的加快系统报表统计的速度和提高统计的正确性(无需通过图形的拓扑关系来判定)，但也给前期的数据加工增加了不小的压力，这也是有待改进的地方。

3.6 质量控制

周期紧、数据量大，但质量同样要保证。为了有效控制质量，项目实行两级检查一级验收制度，即作业组检查、生产部门检查、质量部门验收。其中作业组检查100%，生产部门检查为不低于20%抽查。两级检查工作必须相对独立进行，原则上不得省略。而质量最重要的保证就是作业人员的出手质量，所以一定要加强对作业人员的技术能力的培养和责任心的强调。同时，针对地物属性的完整性、几何类型的正确性等易错方面也开发了质检的软件，辅助人工的检查，这样不仅可以更有效的发现问题，而且也大大了提高效率，为按期保质完成项目争取了时间。

4 数据更新方法探讨

4.1 时间维产生历史数据库

成果库中，每一个普查对象都有属性“调查时间”，记录了普查对象当时状态的发生时间，如一条道路在A时间时的宽度是5 m，后来拓宽了，在B时间的宽度就为10 m了，可以根据调查时间来建立历史数据库，这样可以进行历史的回溯。

4.2 要素级更新

本项目的重点在于建立起城建基础设施数据库，但这只是一个阶段性成果，城市建设发展的变化，要求数据库必须具有动态性和与实际现状情况的一致性。主要的更新的方法是通过各部门报件的方式，如一条新建设道路竣工后需移交管养方，可先申请，再由外业人员实地采集再编辑转入数据库中，既可以实时更新，也可制定一个统一的时间，一次性更新。数据的更新可以达到要素级，如一个公厕拆除了，直接在现状数据库中删除该地物使其进入历史数据库。后期也将研制面向普查对象的PDA数据采集系统，为建立长效的城建基础设施维护更新机制提供了手段，使得个专业单位人员可利用该系统进行信息维护。

5 总 结

通过以上的分析，可以得出这样的结论，要建立一套生产城市基础设施数据的高效方法，首先要明确客户的需求，这是最基础的一步；其次根据客户的需求制定出合适的数据结构，这是关键的一步；再次就要根据数据结构，结合已有数据的特点和作业人员的素质，制定出对应的工作流程和工作方法，这是决定性的一步；最后，加强质检和作业人员责任心的培养也是不容忽视的一步。

[1] 陈盼盼，杨瑞霞.城市部件数据采集及建库方法研究——以郑州市为例.《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛论文集，2008.10

[2] 鞠建荣等.南京市城建基础设施数据库动态维护技术设计书，SJ2007－015A，2007

Discuss the Method of Surveying the Data of Basic Establishment of City

Cao XiaoQing
(Nanjing Surveying and Mapping Academics Limited Company，Nanjing 210005，China)

This article mainly discussed the method of surveying the data of basic establishment of Nanjing city，and put forward a higher efficiency method for producing the data.It will offer a good referrence of surveying the data of basic establishment for other cities.

Surveying the data of basic establishment of city；Periods；Quality；Data Organization；Element；Updating

1672－8262(2010)06－39－04

P208

B

2010—03—12

曹晓庆(1982—)，女，工程师，主要从事GIS数据生产与处理等工作。