基础测绘在数字城市建设中的应用研究

田瑞芳

（山西省测绘地理信息院，山西 太原 030001）

0.引言

基础测绘在数字城市建设中的应用是一个详细而繁琐的过程，需要描述城市中的每一条街道，标记每一个公共场所，测量的内容有建筑物和城市地形等。基础测绘得到的数字成果对城市建设和规划具有极其重要的意义。当前中国处于经济发展的关键时期，切实需要基础测绘加入国民经济建设与社会发展的进程中。政府要大力推进数字城市发展进程，加大对基础测绘的开发力度，并将当前的信息化资源与成果共享，明确数字城市发展方向，实时更新地理信息，推进“3S”技术及其一体化运用力度，强化基础测绘部门建设。只有采取这样的措施，才能打破当前数字城市建设发展的困境，更好为城市规划与城市发展作出贡献。近年来，我国的科学技术得到了蓬勃发展、高新技术日新月异。特别是“3S”技术的问世和应用，促使城市基础测绘技术快速发展、数字化技术体系初步形成、传统测绘逐步向着地理信息产业化方向发展。基础测绘工作成为城市信息化、数字建设化中非常关键的工作。现如今，较为先进的GPS系统可以比较精准地对数字城市进行定位，但其分辨率不能满足数字城市的要求，许多空间基础设施也不能包含在GPS中，所以我国与数字城市之间还存在着一定的差距，需要基础测绘工作者长期不懈地努力以及与时俱进的技术。基础测绘工作者既要采集城市的地理信息、更新维护地理信息，还要为数字化城市的实现进行较为细致的标注以及绘制工作。

1.基础测绘在数字城市建设中存在的问题

1.1 缺乏数字城市基础测绘数据的共享机制

我国人口众多，地域辽阔，全国不同地区发展水平、发展速度差异较大，因此，不同城市对数字技术的理解和掌握有一定的差别，这使得与数字系统的建设目标不一致，在信息交换时会产生冗余和差异。不同的数据结构和系统影响了城市之间的数据交换，这种重叠无疑是对财政和人力资源的巨大浪费，而且，对陌生城市的测绘会有更大的疏漏。将来源不同、测量标准不同的基础地理信息数据集中在统一平台，搭建数据共享以及互动的处理体系，这是促进建设测绘数据共享机制的重要环节。

长期以来，我国自然资源资产分属政府不同部门，各部门按照自身需求来采集地理信息，这就造成信息的标准不一、分类不一、采集方式各异，各部门掌握的地理国情信息数据存在差异。自2013年起，国家展开地理国情普查工作，采用航空航天遥感和外业核查的方法来获取统一的地理国情信息数据。但是，在长期标准不一的情况下，制定统一标准、协调各部门工作仍然需要长期地努力。

1.2 管理部门对基础测绘的重要性认识有待提高

经济迅速发展的同时，基础测绘远远滞后，为满足经济发展需求，我们必须加速测绘发展。我们绝大多数城市的管理者偏爱经济和基础设施建设，对于表面上与经济关系不大的基础测绘并没有高度重视，更有甚者完全忽略了数字城市的建设，没有给予基础测绘部门有力支持。匮乏的人力和财政支持使得基础测绘工作难以进行，数字化城市建设更是难上加难。

事实上，基础测绘在经济社会发展中具有很重要的意义：（1）我国经济快速发展的同时，环境恶化、土地资源短缺等问题随之而来，现代测绘技术作为一种基础性工具，能够初步解决资源、环境、人口方面的问题；（2）现代测绘技术是国家科技水平的重要体现。现代测绘技术包含信息技术和空间技术，核心技术是遥感技术、卫星导航定位技术和地理信息系统技术[1]，这是我们国家科技水平提高的重要标志，同时也是国家实力的重要体现；（3）测绘可以提高管理决策水平。经过基础测绘所得到的数据成果信息量大、信息种类多、应用领域广，对于民生以及经济发展有着基础性和战略性的作用，已成为准确掌握国情国力、提高管理决策水平的重要手段。

1.3 测绘人才素质水平有待提高

在没有计算机辅助的年代，完成传统的基础测绘工作任务需要很多人工，而这种情况在国内许多经济欠发达地区仍很普遍，显然，在不发达区域，这种参与性强、资金支持度高的测绘活动将得不到支持，这就是为什么这些地区的地形工作仍然是一个空白[2]。城市化进程的加快和高素质测绘人才涌入大城市，导致我国不同地区的地形测绘员的素质差别很大，测绘专业人员的素质也不尽相同，这对整个国家的基础设施均衡发展产生了非常不利的影响，也限制了数字城市的发展速度和发展水平，因此，迫切需要提高测绘专业人才的技能。测绘地理信息领域要创新发展，实现关键突破，必须在地理信息软件装备等方面实现自主可控，为此需要对大地测量、卫星遥感、卫星定位、地理信息系统基础平台、航空摄影设备、卫星传感器和卫星导航芯片、激光雷达设备、多光谱仪高精度测绘设备以及国产自主测绘地理信息平台软件进行研发，加强地理信息系统、卫星导航、遥感等测绘仪器装备方面的人才培养。

1.4 测绘技术创新能力不足

目前，我国的基础测绘仍然是对某些简单软件的表面应用，在国家基础测绘行业中，创新测绘技术和开发软件的能力与其他发达国家之间存在着相当大的差距，这种现象不仅给基础测绘数据的处理带来困难，也限制了它们在数字城市建设中的应用。现代测绘技术的创新不足主要体现在三个方面：首先，将测绘数据由静态转为动态，不同时间的测绘数据通过有效比对可以做出规律总结；其次，我国的测绘技术精度还远远不够，只有更加缜密的测绘数据才能确保数据更有效地利用；最后，测绘的简便性也是技术创新的重要内容，在目前测绘工作仍然只能由专业的测绘技术人员来完成，当技术代替人力时，这才是最终的测绘新技术。

政府要鼓励测绘人才队伍自主创新，不拘一格选拔技术人才，培养热爱测绘事业、有发展潜质的年轻人，充分发挥聪明才智并且落实到岗位中。这样既优化了人才队伍，又提高了测绘队伍的科技水平。

2.切实加强基础测绘工作，推进数字城市建设

数字城市的建立，推动了城市信息化进程，提升了测绘技术创新水平，打破思维定势，增加城市测绘技术的应用领域，将传统城市的测绘机制转变为智慧地理信息，打造智慧城市。考虑新时代新机遇，城市测绘部门必须坚定地致力于创新现代测绘，完善城市空间信息基础设施，最大效率完成测绘数据的应用与共享，从而推进新区城市测绘的发展[3]。

2.1 健全城市基础地理信息的更新机制

基础地理数据更新主要有以下5个步骤：确定更新策略、获取变化信息、采集变化信息、数据库更新以及提供现势数据。通常采用两种更新的方法，（1）创建新的数据库来取代旧数据库，容易造成数据冗余；（2）基于基态修正的数据更新，全局变化较少。

城市地理信息应采用市政测量、竣工测量等多种测量方法不断收集空间测量信息和遥感信息，为确保收集到最新和最有效的城市测量数据，要进一步改善测量标志和有偿使用制度。基础地理信息数据更新不仅仅是对图形数据的更新，还要同步更新属性数据。进行更新时还要注意更新部分的精度匹配问题如图1所示。

图1数据更新流程

2.2 规范管理制度

基础测绘部门经过精密的测绘流程得到城市基础地理信息，这些信息部分是我国机密，必须建立完整的管理机制和有效的信息保护条例才能确保信息安全，因此规范管理制度势在必行。完善数字产品质量管理体系，有效实施及时采集和处理城市空间数据的任务。测绘成果的安全问题是国家地理信息安全的基础性问题，根据《中华人民共和国档案法》和《中华人民共和国测绘成果管理条例》，汇交、保管、公布、应用、销毁测绘成果都要谨遵信息安全制度，确保每个环节都做到一丝不苟。

2.3 加强基础测绘部门的自身建设

组织有效的基础设施测绘工作、保证测绘成果质量以及监督任务执行的整个流程，掌握基础测绘的新应用领域和服务，加强对基础测绘结果的深入处理，提高基础测绘的信息安全性，深化基础测绘改革，进一步完善基础测绘保障管理制度，进一步加大这类领域工作力度，如，技术标准、人员素质、高科技设备引进等[4]。

信息安全体系是信息化建设的一项重要工作，为保证信息安全，要因地制宜，采用不同等级信息的不同等级安全措施。推进安全信息建设，不仅在于信息安全的保护能力，更在于未雨绸缪。

2.4 推进“3S”及其一体化技术

“3S”的内涵是RS、GIS和GPS。GPS是全球定位系统，如图2所示。通过该系统得到我们要采集区域的实时地理信息，RS是指遥感技术，它的工作基础是各类传感器，经过传感器工作得到图像，传递给GIS。GIS是地理信息系统，它可以将前者收集好的图像信息，加以分析，投入使用。

图2“3S”技术

数字地图的出现和GIS的发展促进了经济和社会的快速发展。由于GIS主要是以数字地图的形式输入和输出，因此软件开发人员可以方便快捷地访问和分析数据。在地理信息系统的框架内，地理的实际信息大大增强了城市规划的本质，计算机的高速运行及其非常强大的管理架构可以在短时间内得到更多的维护，这样，就实现了规划和设计的随机性。

此外，计算机可以自动生成图形，易于填写和更新数据库，也更加方便撰写规划报告，这使得城市规划的动态监测成为可能[5]。近年来，高分辨率遥感数字图像的获取和处理取得了重大进展，可以为更多潜在的用户在建设和规划中提供技术支持和服务。

3.结束语

数字城市是数字世界的重中之重，是传统城市的先进形式，是计算机、互联网、“3S”、多媒体等技术统一、整合和维护城市地理信息和其他城市信息的主体。数字城市的建设需要多步骤、宽领域、分层次进行，更存在整合性人才的需求。

数字城市是大型系统工程、城市空间信息基础设施、城市测绘等部门的主要高效载体。我国主要城市已经开展了数字城市的建设工程，随着经济和科技的快速发展，城市信息化的脚步已经无法阻挡。建设城市数字化要抓住历史机遇，努力实现新的变革，充分利用先进科技成果，积极发展新型基础测绘技术。