陳學業(yè)，彭子鳳

(深圳市規(guī)劃國土房產(chǎn)信息中心，廣東深圳518034)

對數(shù)字城市測繪模式的幾點思考

陳學業(yè)，彭子鳳

(深圳市規(guī)劃國土房產(chǎn)信息中心，廣東深圳518034)

詳細闡述城市信息化、數(shù)字城市、城市測繪的相互關(guān)系，并分析城市測繪的特殊需求和優(yōu)勢，提出城市測繪的發(fā)展模式和發(fā)展途徑。

城市信息化;數(shù)字城市;城市測繪

一、引 言

信息化已經(jīng)成為提升一個城市政治、經(jīng)濟、文化管理水平的重要途徑，而城市信息化經(jīng)歷了從分散到整合、從局部到整體、從獨立到集成、從非空間到空間的發(fā)展過程，數(shù)字城市是城市信息化進入整體化和空間化的發(fā)展必然和高級階段［1］。

數(shù)字城市使物質(zhì)城市得以向網(wǎng)絡(luò)延伸和拓展［2］，物質(zhì)城市生態(tài)圈拓展為物質(zhì)和數(shù)字共同組成的生態(tài)圈，這個生態(tài)圈不是簡單的“細胞分裂”，而是內(nèi)容上更加豐富，范圍上更加廣泛的大進化。因此，目前適應(yīng)了物質(zhì)城市的人類一切活動規(guī)律應(yīng)該產(chǎn)生相應(yīng)的適應(yīng)性變化，城市測繪也不例外。

從模擬測繪、數(shù)字測繪，到信息化測繪，城市測繪都是城市發(fā)展不可缺少、不可替代的基礎(chǔ)性工作。面對物質(zhì)城市，城市測繪為城市區(qū)域經(jīng)濟，城市建設(shè)，城市政治、文化、生活提供了基礎(chǔ)支撐，測繪成果廣泛服務(wù)于城市管理、資源開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃、工程建設(shè)、地質(zhì)災害等各個領(lǐng)域。類似現(xiàn)實城市需要城市測繪作為基礎(chǔ)支撐一樣，城市測繪也是數(shù)字城市中數(shù)字城管、數(shù)字規(guī)劃、數(shù)字環(huán)保等各數(shù)字行業(yè)管理的依賴性行業(yè)和基礎(chǔ)技術(shù)。尤其在數(shù)字城市取得較大建設(shè)成果后，一方面，其進一步提升了城市測繪成果應(yīng)用的深度和廣度，以及應(yīng)用的大眾化和普適化，城市測繪的作用更加突出和深入;另一方面，城市測繪是基礎(chǔ)支撐，首當其沖受到數(shù)字城市的活動形態(tài)和功能的沖擊，在較長一段時間，城市測繪受到數(shù)字城市在技術(shù)、工藝、成果等方面的“倒逼”。因此，面對數(shù)字城市，城市測繪需要自身變革，適應(yīng)城市信息化大環(huán)境。數(shù)字城市的發(fā)展或者說城市信息化的發(fā)展，突現(xiàn)出城市測繪面臨的一系列重要問題:數(shù)據(jù)更新周期長、信息數(shù)據(jù)體系不完整、數(shù)據(jù)產(chǎn)品單一和產(chǎn)品服務(wù)面窄。

城市空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是數(shù)字城市與城市測繪的核心紐帶。城市空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是建立在測區(qū)范圍小、精度和詳細程度要求高、比例尺大的特點之上。目前，城市基本比例尺數(shù)據(jù)庫已經(jīng)建立，絕大多數(shù)城市基本上不存在城市無圖區(qū)。所以，為了適應(yīng)城市的變化和發(fā)展需要，數(shù)據(jù)更新是城市測繪最需迫切解決的問題之一。

二、城市測繪是數(shù)字城市的基礎(chǔ)性工作

1)城市測繪與數(shù)字城市有著共同的服務(wù)對象。作為測繪對象和數(shù)字城市管理對象，是同一個體——物質(zhì)城市和數(shù)字城市。城市測繪研究的是城市基本要素，主要是地理要素的測繪和變化測量，是提高對數(shù)字城市的認知和管理能力的基礎(chǔ)工作;數(shù)字城市針對的是城市的整體，包括空間和非空間的、物質(zhì)和非物質(zhì)的，是現(xiàn)實城市在網(wǎng)絡(luò)上非物質(zhì)形態(tài)的延伸和拓展。簡單地說，存在這么一種關(guān)系，城市的非物質(zhì)表達形態(tài)是數(shù)字城市，而地理空間信息是城市延伸和拓展的基礎(chǔ)支撐數(shù)據(jù)，產(chǎn)生地理空間信息的主要技術(shù)手段是城市測繪。因此，可以說城市非物質(zhì)化和網(wǎng)絡(luò)化的一個重要技術(shù)支撐手段就是城市測繪。

2)城市測繪既是數(shù)字城市的主要技術(shù)支撐，也是基礎(chǔ)性工作。城市測繪的基本任務(wù)是對城市區(qū)域的自然地理要素和地表人工設(shè)施的形狀、大小、空間位置及其屬性等進行測定、采集和表達，對獲取的數(shù)據(jù)、信息和成果進行處理并提供使用。數(shù)字城市是測繪成果應(yīng)用的集成化、公眾化、規(guī)?；?。

3)數(shù)字城市地理空間框架是數(shù)字城市的重要建設(shè)內(nèi)容。關(guān)于數(shù)字城市，很多學者有許多定義，其中兩點是共同的:①基礎(chǔ)地理空間框架是數(shù)字城市的重要建設(shè)內(nèi)容;②基礎(chǔ)地理空間框架建設(shè)的關(guān)鍵落腳點還是基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)，主要體現(xiàn)在城市基本比例尺地形圖，如 1∶500、1∶2 000，1∶5 000 的地形圖等。目前，正在開展全國數(shù)字城市基礎(chǔ)地理空間框架建設(shè)，提出的最核心的建設(shè)任務(wù)是城市基本比例尺地形圖及其基本地理空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)，這些數(shù)據(jù)來源于城市測繪成果。

三、城市測繪具備的優(yōu)勢

同樣，與非城市區(qū)域的測繪特性不同一樣，城市測繪在伴隨城市的發(fā)展過程中，具備了非城市區(qū)域測繪不可同日而語的優(yōu)勢，為形成新城市測繪體系準備了重要的基礎(chǔ)條件。

1)城市測繪的“底子”好，保障機制落實到位。具體體現(xiàn)在:① 測繪基準設(shè)施完善;② 在政策體系、法規(guī)體系和標準化體系方面，城市測繪得天獨厚;③基礎(chǔ)地理信息資源建設(shè)投入被納入國家和地方年度計劃和財政預算，形成穩(wěn)定的基礎(chǔ)地理信息資源財政投入和增長機制。

2)城市信息化環(huán)境是非城市化區(qū)域不能比擬的。以城市為單元的信息化工作一直走在前列，受到不同層次建設(shè)者和使用者的關(guān)注，產(chǎn)生了豐富的信息化成果，如城市網(wǎng)絡(luò)、政務(wù)管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、無線通信、移動技術(shù)等。這些相關(guān)成果充分應(yīng)用到了城市的方方面面，為數(shù)字城市測繪體系的創(chuàng)新打下了堅實的基礎(chǔ)。例如城市網(wǎng)絡(luò)為空間數(shù)據(jù)的在線傳輸和發(fā)布提供了通道;政務(wù)管理系統(tǒng)為空間數(shù)據(jù)的拓展和利用提供了新的領(lǐng)域;地理信息系統(tǒng)為空間數(shù)據(jù)的建庫和應(yīng)用提供了專業(yè)工具等。

3)城市發(fā)展對空間數(shù)據(jù)的需求有更強的推動力。我國城市處于政治、經(jīng)濟、文化、管理高速發(fā)展的階段，迫切需要扎實的基礎(chǔ)支撐，比非城市區(qū)域更需要地理信息這種戰(zhàn)略資源作為基礎(chǔ)保障，城市測繪的創(chuàng)新是必經(jīng)之路。

4)數(shù)字城市的“倒逼”使得城市測繪的優(yōu)先發(fā)展進一步得到城市管理者的認同和重視，在不發(fā)展城市測繪就無從建設(shè)好數(shù)字城市的認識下，成為一種必然趨勢。

這些優(yōu)勢使得數(shù)字城市下的測繪體系可以優(yōu)先發(fā)展，可以采用有別于非城市區(qū)的測繪模式和方法。因此，可以說城市本身的發(fā)展為城市測繪提供了創(chuàng)新測繪模式和測繪手段的可能，同時，也對傳統(tǒng)的城市測繪提出了新的挑戰(zhàn)，對城市測繪體系的創(chuàng)新形成“倒逼”之勢。

四、城市對測繪的特殊需求

相對于非城市區(qū)域測繪，城市測繪主要體現(xiàn)在如下三方面的特殊性需求。

1)尺度特性。在應(yīng)用上，較小的城市空間尺度體現(xiàn)了城市管理獨特的微觀要求。因此，作為城市政治、經(jīng)濟、文化管理支撐的空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要依托大比例尺基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，如 1∶2 000、1∶1 000、1∶500的地形圖，大比例尺地形圖的應(yīng)用可以很好地與城市管理的精細化程度相結(jié)合。相應(yīng)的，較小的城市空間尺度要求城市測繪追求更詳盡的地理信息，這種詳細程度體現(xiàn)在比例尺和維度兩方面?？臻g數(shù)據(jù)表示范圍可以從較小尺度的城市地理空間到更小尺度的城市建(構(gòu))筑物空間，表示內(nèi)容可以從地理景觀到街區(qū)建(構(gòu))筑物場景，表示方法可以從二維平面地圖到三維圖形(模型)［3］。因此，對城市測繪要求更高的詳細程度和精確性。

2)時間特性。城市的快速發(fā)展對城市空間信息的依賴性與非城市區(qū)域不可同日而語，尤其是對城市空間信息的現(xiàn)勢性要求非常高。已經(jīng)不允許城市空間信息的更新存在周期，幾乎要求發(fā)生的變化與現(xiàn)狀呈現(xiàn)同步。這就要求采用不同于非城市區(qū)的、及時的、精細化的城市測繪手段，以保持對城市空間信息的動態(tài)跟蹤和實時的動態(tài)更新［3］。

3)融合特性。非城市區(qū)域的測繪可以作為相對獨立的測繪活動進行，以其獨特的專業(yè)技術(shù)方法和模式去完成，受人類的政治、經(jīng)濟、文化活動直接影響小。對于城市測繪就不同了，一方面，城市空間數(shù)據(jù)的獲取是城市信息資源建設(shè)的重要組成部分，也是城市信息化建設(shè)的重要內(nèi)容，因此，采集城市空間信息已經(jīng)不再是城市測繪部門的專利;另一方面，城市測繪行業(yè)與城市規(guī)劃、建筑、環(huán)保、管理、水務(wù)等其他行業(yè)的滲透性日益加強，已經(jīng)成為城市各行業(yè)管理業(yè)務(wù)流程的關(guān)鍵層次和重要環(huán)節(jié)，與城市管理相關(guān)行業(yè)實現(xiàn)了深度參與和充分融合，無論從測繪的意義、目標，還是測繪的手段、方式、成果、應(yīng)用等方面，獨立的、單純的、專業(yè)的城市測繪行為正在減少，只存在因為城市管理的需要而進行的大城市測繪，城市測繪即將進入非專業(yè)化和大眾化。在某些行業(yè)，城市測繪正在走向全城測繪和全民測繪。

五、城市地理空間數(shù)據(jù)的更新方式

城市測繪的直接成果是城市地理空間數(shù)據(jù)，而城市測繪的“三性”更加有利于地理空間數(shù)據(jù)建庫和更新。地理空間數(shù)據(jù)的更新有面向圖幅的更新和面向要素類的更新。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新方式主要是面向圖幅的數(shù)據(jù)更新，是按照既定計劃對地圖圖幅整體進行的定期更新。面向地圖圖幅更新的周期長、過程繁瑣，導致了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新應(yīng)用的周期長;面向地理要素的更新是當前通用的數(shù)據(jù)更新方式，其以圖層為單位，在某一圖層更新完成后入庫，形成現(xiàn)勢的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。雖然在某一要素更新完成后就可用于其應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的更新，但其信息反饋仍是異步的形式，導致了面向地理要素的更新方式下應(yīng)用產(chǎn)品的更新周期仍然相對較長。因此，面向圖幅的更新和面向要素類的更新往往因小失大，費時費力。

建立面向城市地理對象的更新模式是數(shù)字城市測繪模式的重要發(fā)展方向。面向地理對象的更新是基于數(shù)字城市和數(shù)字測繪的建設(shè)成果，并采用在線實時更新地理空間數(shù)據(jù)庫的形式。利用全數(shù)字測量技術(shù)進行實地數(shù)字測量，同時進行屬性采集，通過無線網(wǎng)絡(luò)，向地理空間數(shù)據(jù)庫發(fā)送消息，基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫在接受更新消息后可進行同步更新。因而，面向地理對象更新方式下的更新應(yīng)用周期短。

六、面向數(shù)字城市的測繪發(fā)展模式

與數(shù)字城市建設(shè)成果相融合、與城市信息化成果相融合、與城市業(yè)務(wù)管理相融合的三大融合，是催生新的城市測繪發(fā)展模式的重要手段。

1)城市測繪與城市管理業(yè)務(wù)流程相結(jié)合。城市測繪要成為城市管理業(yè)務(wù)流程的關(guān)鍵層次和重要環(huán)節(jié)，為城市管理業(yè)務(wù)作基礎(chǔ)支撐，同時，業(yè)務(wù)管理成果要及時為城市測繪服務(wù)，特別是為城市大比例尺地形圖的更新服務(wù)。例如工程測量數(shù)據(jù)包括建筑物竣工測量、征地地形圖測量、道路及河涌竣工驗收和普通工程測量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以作為地形圖更新的補充材料。利用工程測量數(shù)據(jù)對地理空間數(shù)據(jù)庫中系列地形圖進行開窗式的修測和補充，實現(xiàn)地形圖的動態(tài)更新。

2)城市測繪與數(shù)字城市建設(shè)成果相融合。數(shù)字城市從離散自為的獨立應(yīng)用階段發(fā)展到基于規(guī)劃的系統(tǒng)應(yīng)用階段，再到當前的集成整合階段，積累了豐富的建設(shè)成果，在城市管理的各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。最有代表性的成果表現(xiàn)在如下幾個方面:①CORS系統(tǒng)的建立，實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)更新的一套新的技術(shù)流程和方式;②數(shù)字城市空間基礎(chǔ)信息平臺的建立，為地理空間數(shù)據(jù)的在線上傳、及時更新、在線共享和應(yīng)用服務(wù)提供了城市化的大平臺;③城市空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫經(jīng)過多年的建設(shè)，各比例尺城市地形圖數(shù)據(jù)庫已經(jīng)建立，具備較高質(zhì)量、覆蓋程度高、操作性強的特點。只有兩者融合，才能建立測繪、建庫、更新、應(yīng)用和服務(wù)的信息化測繪。

3)城市測繪與城市信息化成果相融合。城市測繪需要與物聯(lián)網(wǎng)、電子政務(wù)系統(tǒng)、城市網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、云計算、智慧城市等信息化成果相融合，并通過與城市信息化建設(shè)成果的融合形成與地理信息采集、更新、加工、處理，到管理、共享、分發(fā)與應(yīng)用服務(wù)相適應(yīng)的技術(shù)支撐體系。

七、結(jié)束語

數(shù)字城市為城市管理和人們生活帶來便捷、提升了管理水平的同時，也帶來了數(shù)字城市中管理方面的一些不足。城市測繪也面臨同樣的問題，要解決這些問題，固然需要對城市測繪進行外部調(diào)整，而更重要的是城市測繪要從自身進行調(diào)節(jié)，需要不斷地進化，以適應(yīng)現(xiàn)實城市和數(shù)字城市共同建立的生態(tài)圈。

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On Surveying and Mapping Mode of Digital City

CHEN Xueye，PENG Zifeng

0494-0911(2011)03-0060-03

P208

B

2010-12-02

陳學業(yè)(1971—)，男，湖北孝感人，高級工程師，主要從事遙感及地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用、研究與開發(fā)工作。