基于城市测绘的信息化测绘技术与测绘体系研究

黄秀河

(河北省第二测绘院，河北 石家庄 050000)

一、城市空间信息获取体系的发展

城市空间信息是指与城市这个特殊区域，相关联的地理空间信息的总称，包括了建筑物、构筑物、道路、植被、桥梁、地下管线等等。目前，我国多数城市的空间信息的获取与应用都取得了很大的成效，许多城市都相继完成了地形的测绘与修测工作，然而与此同时，城市空间信息的获取与利用仍存在着许多的问题，包括了数据种类单调，可利用性差，数据更新不及时等等。近年来，随着各种信息化测绘技术的应用，有力的构建起了快速、实时和准确的城市空间信息获取的体系。

1、航空摄影测量技术。航空摄影测量技术，是经过航空摄影、野外控制测量、外业调绘、控制点加密等工序，以直接生成城市地形图的数字化产品和直接获得地物的三维坐标。利用航空摄影测量，其具有影像重叠度大、影像分辨率高的特点，从而使城市空间信息数据的获取能力得到明显增强。

2、遥感卫星技术。近年来，随着遥感卫星影像的空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率的逐步提高，遥感卫星技术已成为了城市空间信息数据快速、大范围获取的重要方式之一。

通过发射合理分布的卫星星座，高分辨率卫星遥感图像将达到优于lm 的空间分辨率，并且每隔3～5 天即可提供与反映城市动态变化的详实数据。同时，高分辨率测绘卫星还同时具备了同轨立体成像的能力，从而可形成无明显时间差的立体覆盖，保证了城市空间信息数据获取的准确与可靠。

3、数字化扫描技术。数字化扫描技术是通过数字化仪，将城市地图上的模拟空间信息快速转换为数字信息，然后输入到计算机。利用数字化扫描技术建立GIS 空间数据库时，输入操作简单、快捷、经济，有利于城市空间信息获取的实时化与动态化。

二、城市三维信息获取体系的发展

近年来，随着城市规划设计、建筑景观设计、三维导航等应用对城市三维信息的需要，建立具有影像纹理的真实感城市三维模型正受到越来越广泛的重视。然而长期以来，由于受理论和技术水平的限制，多数城市三维空间数据的获取能力相对较弱，一直是阻碍三维城市信息模型建立和发展的重要原因。当前，随着微电子技术、光电技术、航天技术、遥感技术和计算机技术等新兴技术的迅速发展，极大地促进了空间信息获取技术的发展，并使之与其他学科交叉、融合，形成许多全新的信息化测绘技术。

1、航空、航天数字摄影技术。数字摄影技术是利用数字影像原理以及摄影测量原理，并引用了计算机技术、数字影像技术、影像匹配技术、模式识别技术等多种新兴技术的理论与方法，得到拍摄对象的几何信息以及纹理信息。通过航空、航天数字摄影技术所得到地面高程信息、拓扑信息，是当前城市三维信息获取的最主要手段之一。航空与航天数字摄影测量技术的发展趋势表现在如下几个方面:

(1)优势互补，长期并存。航空遥感和航天遥感是构成空间对地观测系统的两大重要组成部分，两大系统各具优势，相互独立又相互支持，互为补充、不可替代。随着航天技术的不断进步，航天遥感器的分辨率和几何精度日益提高，中、小比例尺基础地理信息的生产、地形图要素的测绘和更新、数字高程模型生成、三维可视化制图等越来越多依赖于高分辨率遥感卫星影像。今后，航空与航天遥感将会进一步优势互补与长期并存。

(2)定量化、自动化和实时化发展。当前，航空与航天数字摄影测量技术正朝着多传感器、高分辨率、高光谱的信息快速获取和自动化处理方向发展。建立稳定运行的卫星对地观测体系，实现天地一体化的实时、自动化的地理信息获取、处理和分发服务将成为我国空间遥感的发展目标。基于多线阵的立体测图技术、传感器建模技术、有理多项式等天地一体化的几何精度改善技术等将有突破性进展，卫星影像不仅可用于地表信息的快速采集和更新，而且可实现无地面控制的三维信息的提取和地形测图，并将形成相应的技术体系。

2、激光扫描技术。激光扫描技术(LIDAR)，又可细为机载/空载激光扫描系统和地面扫描系统两个方向。其中，机载激光扫描系统应用最为广泛，它主要包括了激光测距仪、GPS全球定位系统、惯性导航系统(INS)等，在进行航拍时，由全球定位系统确定传感器的空间位置(经纬度)，然后由惯性导航系统(INS)测量飞机的仰俯角、侧滚角和航向角，由激光测距仪直接测量地形。

由于激光扫描技术集合了惯性导航系统和GPS 全球定位系统，可同时确定传感器的位置和方向，获得地表的数据，从而可自动、快速获取地学编码影像和大比例尺的二三维高程图。地面激光扫描仪则可用于工程测量、地形测量、虚拟现实和模拟可视化、施工监测等诸多领域，具有快速、灵活、高精度等多个方面的优势。

3、车载移动测绘技术。车载移动测绘技术，是一个基于多传感器与多技术所集成的综合系统。典型的车载移动测绘系统主要包括了绝对定位传感器(GPS)、自包含内部定位传感器(INS)，以及数据采集传感器(CCD 相机)。

车载移动测绘技术，它可用于城市车辆导航、公路及铁路等道路网测绘、人工物测绘、机动交通监测等多种领域。目前，车载移动测绘系统还处于研究与开发阶段，距广泛应用还有一定的差距，但是该技术是一种高度自动化、集成化的数据获取方式，有较为广泛的应用与发展前景。

总结

各种信息化测绘技术及测绘体系在城市测绘中的应用，为城市建设、社会、经济等方面的统计分析和决策提供了重要的技术支持，从而有力保证了城市发展管理与宏观决策的准确性与科学性。相信随着更多信息化测绘技术的发展与应用，将会推动我国城市测绘水平的进一步完善与提高。

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［3］王家耀，宁津生，等.中国数字城市建设方案及推进战略研究［M］.北京:科学出版社，2008.