曹曉慶

(南京市測繪勘察研究院有限公司，江蘇南京 210005)

對城市基礎(chǔ)設(shè)施普查的數(shù)據(jù)生產(chǎn)方法的探討

曹曉慶?

(南京市測繪勘察研究院有限公司，江蘇南京 210005)

通過對南京市城市基礎(chǔ)設(shè)施普查的數(shù)據(jù)生產(chǎn)方法的探討，總結(jié)出一套高效的數(shù)據(jù)生產(chǎn)方法。

城市基礎(chǔ)設(shè)施普查；周期；質(zhì)量；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；要素；更新

1 引 言

1.1 項(xiàng)目背景

為了全面、準(zhǔn)確地掌握城建基礎(chǔ)信息，推動南京市城建基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化管理進(jìn)程，南京市政府?dāng)M通過新一輪的南京市城建基礎(chǔ)設(shè)施普查，核查與豐富原有的城建基礎(chǔ)信息，建立城建基礎(chǔ)設(shè)施地理信息系統(tǒng)(GIS)空間數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，以滿足城建基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一管理的要求，同時要保證普查成果數(shù)據(jù)能夠滿足各城建基礎(chǔ)設(shè)施管理部門的管理要求。

納入普查的對象是城市市政工程、公用事業(yè)、園林綠化、環(huán)境衛(wèi)生等四個方面共14個專業(yè)行業(yè)的城市基礎(chǔ)設(shè)施。范圍包括:南京老市區(qū)(包括江南八區(qū)和原老浦口、老大廠)、河西地區(qū)、仙林大學(xué)城、南京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、高新產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)區(qū)，總面積約759 km2。

1.2 研究目的

本項(xiàng)目數(shù)據(jù)采集和加工周期2007年6月～2008年1月為期7個月，周期緊、范圍廣、任務(wù)重、質(zhì)量要求高，如何在規(guī)定的時間內(nèi)以最優(yōu)的質(zhì)量完成任務(wù)，必須有一套高效的生產(chǎn)流程和作業(yè)方法。通過探討本次數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程中的得與失，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，得出一套科學(xué)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程。

2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析

2.1 普查對象分類

本次城建基礎(chǔ)設(shè)施普查的對象涵蓋全市市政基礎(chǔ)設(shè)施、公用事業(yè)、園林綠化、環(huán)境衛(wèi)生4個行業(yè)，共8個大類(道路及其附屬設(shè)施、排水、路燈、城市供水節(jié)水、城市燃?xì)?、城市公共交通、園林、環(huán)衛(wèi))，22個子類和78個小類的城市基礎(chǔ)設(shè)施，如圖1所示。

其中每一個子類還包括很多小類，例如路燈，如圖2所示。

圖1 城建基礎(chǔ)設(shè)施普查對象體系

圖2 城市路燈的普查對象

對這次普查的對象分析后可以將普查的對象分為兩類要素，一類為沿道路的普查對象，包括了各個行業(yè)的位于道路上及兩側(cè)的對象，涵蓋了道路、市政路段、道路附屬設(shè)施、路燈、箱、排水的各類井蓋、箅子等，公用的各類給水、燃?xì)獾木w閥門、公交站牌、出租車?？奎c(diǎn)、道路上及兩側(cè)園林綠化對象等；二類為專項(xiàng)核查對象，包括橋梁、泵站、隧道、河道及其附屬設(shè)施、增壓站、供水企業(yè)、自建供水設(shè)施、節(jié)約用水管理部門、燃?xì)獾母黝惣託庹?、儲備站、門站和調(diào)壓站(箱)、公共交通的其他信息，各類廣場、游園以及環(huán)衛(wèi)的廁所、垃圾中轉(zhuǎn)站和設(shè)備信息。

2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對以上的普查對象的特點(diǎn)，結(jié)合甲方對數(shù)據(jù)的專業(yè)屬性的特殊需求，制定出合理的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)。此次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計中最大的特點(diǎn)是將道路劃分為路段(每兩個十字路口之間的道路為一段，定義了次要道路服從主要道路等原則)來處理，為以后的道路更新提供了便利。部分?jǐn)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)如下，如表1所示。

道路設(shè)施數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 表1

合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是項(xiàng)目成功的一半，由于時間緊，未能仔細(xì)地做需求分析，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的版本由當(dāng)初的1.0升級到4.3，中間增加了很多新的屬性和要素。如道路設(shè)施中的立交橋，一開始數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候?yàn)辄c(diǎn)狀要素，后來發(fā)現(xiàn)這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無法滿足甲方顯示要求，同時圖形的完整性和連續(xù)性也無法滿足，后改為綜合要素來表現(xiàn)立交橋，將立交橋劃分為路段，同時立交橋的定位信息依舊用點(diǎn)來表示，這樣就能滿足兩方面的要求，但造成一定量的內(nèi)業(yè)返工。再如廁所的蹲位的屬性，一開始數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計中并未區(qū)分男蹲位和女蹲位，只要蹲位的總數(shù)，而甲方真正需要的是男蹲位和女蹲位。蹲位總數(shù)可以通過計算獲得。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)修改后增加了這兩個字段，也造成了一定量的返工?？梢姅?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的制定是至關(guān)重要的，對客戶的需求分析也是必不可少的，這關(guān)系到后期的數(shù)據(jù)生產(chǎn)。一但制定了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在正式數(shù)據(jù)生產(chǎn)開始后，應(yīng)該盡量避免對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的修改。

2.3 數(shù)據(jù)精度要求

根據(jù)不同地物的特點(diǎn)，將精度主要定為3個等級，如表2所示。

普查對象定位精度要求 表2

對普查對象的精度要求分析后，可以確定使用什么樣的數(shù)據(jù)源和采用什么設(shè)備進(jìn)行定位。我們單位已有的覆蓋以上測區(qū)的1∶500、1∶1 000的地形和管線數(shù)據(jù)涉及了大部分本次普查對象的空間位置和相關(guān)屬性，精度完全符合要求，其他不足區(qū)域可用1∶2 000正射影像圖來補(bǔ)充。同時外業(yè)人員可以通過電子測距儀或皮尺來獲取普查對象的位置、長度、寬度等指標(biāo)，采用GPS定位也是快速獲得坐標(biāo)的好方法。

3 數(shù)據(jù)生產(chǎn)方法

3.1 總述

這次數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)為92南京地方坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)為吳淞高程系統(tǒng)。數(shù)據(jù)提交格式為普查對象的空間信息與屬性信息統(tǒng)一的Personal Geodatabase格式，同時提交對應(yīng)的xml文件。

圖3 普查與錄入技術(shù)流程圖

針對上述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和精度要求，并根據(jù)自身已有數(shù)據(jù)和甲方提供數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，制定出對應(yīng)的數(shù)據(jù)加工流程和數(shù)據(jù)采集方法，如圖3所示。

后因周期的緣故，采用了邊質(zhì)檢，邊作業(yè)的方法，這首先要求內(nèi)外業(yè)人員在作業(yè)的過程中有高度的責(zé)任感，并加強(qiáng)自我檢查。一個批次的圖調(diào)查結(jié)束后，先提供內(nèi)業(yè)作業(yè)，同時提供質(zhì)檢人員隨機(jī)的樣本圖，若樣本圖合格，則該批次圖幅合格。這樣大大提高了效率，后僅有一個批次的圖幅由于地形比較復(fù)雜，批為不合格，退改，但返工的工作量不大。

3.2 現(xiàn)有數(shù)據(jù)加工

首先，充分利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)地形、基礎(chǔ)地下管線數(shù)據(jù)和最新的航空影像數(shù)據(jù)，提取如路燈、井蓋等數(shù)據(jù)，構(gòu)繪綠地邊界；其次，再結(jié)合外業(yè)在實(shí)地的調(diào)查，刪除已經(jīng)不存在的地物同時增加新增地物。由于本身的數(shù)據(jù)精度比較高，在地形變化比較大的地方，先進(jìn)行局部修測，而僅有地物增減的地方，采取了兩點(diǎn)交匯法來定位。同時甲方也提供了市政排水GIS系統(tǒng)、市政路燈GIS系統(tǒng)中建立的城建基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)庫，需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行核實(shí)和補(bǔ)充。首先根據(jù)坐標(biāo)比對，程序化的將甲方的數(shù)據(jù)寫入我方普查數(shù)據(jù)中，如路燈的桿高、燈具的生產(chǎn)廠家等，其次對于無法程序化的數(shù)據(jù)，采用內(nèi)外業(yè)結(jié)合的方法人工干預(yù)。

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圖幅的方式，但這樣采集方式對一些連續(xù)性地物如綠地(需采集綠地中樹木的棵數(shù))、行道樹、人行道等造成了不少的接邊問題，這個作業(yè)方法有待改進(jìn)。結(jié)合外業(yè)人員作業(yè)的特點(diǎn)，提出了這樣一種統(tǒng)一和分散相結(jié)合方法。對于主要道路，由于其擁有的普查對象比較多，例如一條道路涉及幾個圖幅，建議挑選一個作業(yè)水平較高的作業(yè)員來全部負(fù)責(zé)，這樣就避免了由于不同的作業(yè)人員對地物理解的不同而造成的接邊問題。同時由于一條路由一個作業(yè)人員來負(fù)責(zé)，可以跨出圖幅的限制，連續(xù)性可以得到保證，也減少了接邊問題。對于次要道路，由于其擁有的普查對象相對較少，可以分圖幅調(diào)查，但注意應(yīng)分片由一人負(fù)責(zé)，同時做好接邊處的記錄。如一個綠地應(yīng)該完整，若此綠地在本幅圖內(nèi)涉及較大區(qū)域，則該圖的作業(yè)人員應(yīng)將該綠地中的所有樹木計算出來，同時在圖紙上注明“該綠地已全部調(diào)查”，這樣提交后可以便于內(nèi)業(yè)人員更好的整理數(shù)據(jù)，同時也避免了重復(fù)調(diào)查。

3.4 專題要素采集并加工

專題要素的采集主要采用了兩種方法，一種是比如橋梁這樣的地物，在地形圖上有明確的定位信息和屬性信息如名稱等，先由內(nèi)業(yè)直接在地形上提取無法確認(rèn)的要素，交由外業(yè)實(shí)地采集；第二種是比如路燈的箱式這種專業(yè)的地物，在圖上無法提取的，直接由外業(yè)實(shí)地用GPS定位，再在圖上展點(diǎn)。這樣兩種方法相互補(bǔ)充，并結(jié)合已有數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，大大縮短了作業(yè)周期，也節(jié)約了人力成本。

3.5 GIS數(shù)據(jù)加工

由于ArcMap本身的圖形編輯功能不夠突出，而且現(xiàn)有作業(yè)人員對CAD操作比較熟練，所以所有的數(shù)據(jù)外業(yè)采集結(jié)束后先由內(nèi)業(yè)在CAD中加工成圖，并添加部分屬性，再由程序轉(zhuǎn)入ArcMap中進(jìn)行后期的數(shù)據(jù)錄入和編輯。如道路等的管理屬性是由甲方提供的，需錄入，而道路的寬度等屬性，是由內(nèi)業(yè)在圖上量測并填寫的。而GIS加工中一個比較大的工作量是地物間相互關(guān)系的建立，如一個井蓋，其落在哪條道路的某個路段上，是通過屬性“所屬道路”來聯(lián)系的，而這個關(guān)系是由作業(yè)人員填寫的，雖然后期半自動化進(jìn)行了所屬道路的掛接，但效率還是比較低。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，可以在后期大大的加快系統(tǒng)報表統(tǒng)計的速度和提高統(tǒng)計的正確性(無需通過圖形的拓?fù)潢P(guān)系來判定)，但也給前期的數(shù)據(jù)加工增加了不小的壓力，這也是有待改進(jìn)的地方。

3.6 質(zhì)量控制

周期緊、數(shù)據(jù)量大，但質(zhì)量同樣要保證。為了有效控制質(zhì)量，項(xiàng)目實(shí)行兩級檢查一級驗(yàn)收制度，即作業(yè)組檢查、生產(chǎn)部門檢查、質(zhì)量部門驗(yàn)收。其中作業(yè)組檢查100%，生產(chǎn)部門檢查為不低于20%抽查。兩級檢查工作必須相對獨(dú)立進(jìn)行，原則上不得省略。而質(zhì)量最重要的保證就是作業(yè)人員的出手質(zhì)量，所以一定要加強(qiáng)對作業(yè)人員的技術(shù)能力的培養(yǎng)和責(zé)任心的強(qiáng)調(diào)。同時，針對地物屬性的完整性、幾何類型的正確性等易錯方面也開發(fā)了質(zhì)檢的軟件，輔助人工的檢查，這樣不僅可以更有效的發(fā)現(xiàn)問題，而且也大大了提高效率，為按期保質(zhì)完成項(xiàng)目爭取了時間。

4 數(shù)據(jù)更新方法探討

4.1 時間維產(chǎn)生歷史數(shù)據(jù)庫

成果庫中，每一個普查對象都有屬性“調(diào)查時間”，記錄了普查對象當(dāng)時狀態(tài)的發(fā)生時間，如一條道路在A時間時的寬度是5 m，后來拓寬了，在B時間的寬度就為10 m了，可以根據(jù)調(diào)查時間來建立歷史數(shù)據(jù)庫，這樣可以進(jìn)行歷史的回溯。

4.2 要素級更新

本項(xiàng)目的重點(diǎn)在于建立起城建基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)庫，但這只是一個階段性成果，城市建設(shè)發(fā)展的變化，要求數(shù)據(jù)庫必須具有動態(tài)性和與實(shí)際現(xiàn)狀情況的一致性。主要的更新的方法是通過各部門報件的方式，如一條新建設(shè)道路竣工后需移交管養(yǎng)方，可先申請，再由外業(yè)人員實(shí)地采集再編輯轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)庫中，既可以實(shí)時更新，也可制定一個統(tǒng)一的時間，一次性更新。數(shù)據(jù)的更新可以達(dá)到要素級，如一個公廁拆除了，直接在現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫中刪除該地物使其進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)庫。后期也將研制面向普查對象的PDA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，為建立長效的城建基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)更新機(jī)制提供了手段，使得個專業(yè)單位人員可利用該系統(tǒng)進(jìn)行信息維護(hù)。

5 總 結(jié)

通過以上的分析，可以得出這樣的結(jié)論，要建立一套生產(chǎn)城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)的高效方法，首先要明確客戶的需求，這是最基礎(chǔ)的一步；其次根據(jù)客戶的需求制定出合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這是關(guān)鍵的一步；再次就要根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，結(jié)合已有數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和作業(yè)人員的素質(zhì)，制定出對應(yīng)的工作流程和工作方法，這是決定性的一步；最后，加強(qiáng)質(zhì)檢和作業(yè)人員責(zé)任心的培養(yǎng)也是不容忽視的一步。

[1] 陳盼盼，楊瑞霞.城市部件數(shù)據(jù)采集及建庫方法研究——以鄭州市為例.《測繪通報》測繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇論文集，2008.10

[2] 鞠建榮等.南京市城建基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)庫動態(tài)維護(hù)技術(shù)設(shè)計書，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

曹曉慶(1982—)，女，工程師，主要從事GIS數(shù)據(jù)生產(chǎn)與處理等工作。