李淑清，高　遠(yuǎn)，范咪娜

(山東正元數(shù)字城市建設(shè)有限公司，山東 煙臺(tái) 264670)

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一種高效的城市部件普查方法

李淑清，高遠(yuǎn)，范咪娜

(山東正元數(shù)字城市建設(shè)有限公司，山東 煙臺(tái) 264670)

數(shù)字化城市管理是經(jīng)濟(jì)建設(shè)及信息化發(fā)展的迫切需求，城市部件普查是將物化的城市管理對(duì)象轉(zhuǎn)化成數(shù)字化的管理信息，是數(shù)字化城市管理的基礎(chǔ)。以威海市城市部件普查項(xiàng)目為例，通過(guò)分析城市部件的普查需求，采用GPS-RTK測(cè)量與移動(dòng)設(shè)備調(diào)繪相結(jié)合的數(shù)據(jù)采集方法，以及“粗確權(quán)”、“分類別”、“分區(qū)域”的部件屬性信息調(diào)查方法，構(gòu)建相應(yīng)的城市部件普查技術(shù)體系。基于該體系進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)與屬性信息的城管數(shù)據(jù)庫(kù)搭建，構(gòu)建一種高效城市部件普查技術(shù)方法。

城市部件；普查方法；屬性；數(shù)據(jù)庫(kù)

城市化和城市現(xiàn)代化建設(shè)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力[1]，城市部件數(shù)字化又是城市化和現(xiàn)代化的重要組成部分，也是數(shù)字城市的重要數(shù)據(jù)來(lái)源[2-3]，通過(guò)城市部件普查工作實(shí)現(xiàn)城市部件的數(shù)字化，掌握城市部件的數(shù)量、類別、位置、屬性及分布等信息，提高城市基礎(chǔ)設(shè)施的管理水平，實(shí)現(xiàn)城市基礎(chǔ)管理的科學(xué)化與規(guī)范化，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“數(shù)字城管”的信息化建設(shè)。“數(shù)字城管”是集3S、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)為一體的新型城市管理手段，其在為城管提供綜合平臺(tái)和新型管理模式的同時(shí)，促進(jìn)城市管理向信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的轉(zhuǎn)變[4]。城市部件普查包括部件的定位、屬性調(diào)查等，是城市部件空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的基礎(chǔ)[5-6]，數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性及可靠性直接關(guān)系到城市的數(shù)字化管理。本文結(jié)合威海市城市部件普查的實(shí)際，探討一種快速的城市部件普查與數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的技術(shù)和方法。

1　城市部件普查數(shù)據(jù)信息需求

1.1城市部件分類與編碼

城市部件是城市最微小的細(xì)胞單元，是以物質(zhì)形態(tài)為特征的城市基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的基本組成部分，表現(xiàn)為城市可供使用的各種公共設(shè)施，是城市管理中的直接管理對(duì)象[7]。本文介紹的威海市城市部件普查范圍主要包括：環(huán)翠區(qū)、高新區(qū)、經(jīng)濟(jì)區(qū)周邊、文登區(qū)、臨港區(qū)中心區(qū)約114 km2以及約29 km道路。按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)·第2部分：管理部件和事件》(GB/T 30428.2-2013)[8]以及威海市的實(shí)際情況，將威海市的城市管理部件分為5大類及123小類。

城市部件編碼即部件標(biāo)識(shí)碼由4個(gè)碼段，共16位數(shù)字組成，分別是：縣級(jí)及縣級(jí)以上行政區(qū)劃代碼6位；大類代碼2位，表示部件大類，從01開(kāi)始順序編排；小類代碼為2位，表示部件小類，從01開(kāi)始順序編排；內(nèi)業(yè)流水號(hào)為6位，表示部件內(nèi)業(yè)編碼順序，從000001開(kāi)始順序編排，代碼結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　城市部件編碼結(jié)構(gòu)

1.2城市部件屬性結(jié)構(gòu)

威海市城市部件的屬性結(jié)構(gòu)內(nèi)容包括：部件標(biāo)識(shí)碼、部件名稱、主管部門代碼、主管部門名稱、權(quán)屬單位代碼、權(quán)屬單位名稱、養(yǎng)護(hù)單位代碼、養(yǎng)護(hù)單位名稱、所在單元網(wǎng)格、部件狀態(tài)、初始日期、變更日期、數(shù)據(jù)來(lái)源、備注、使用狀態(tài)、照片路徑。

2　城市部件普查技術(shù)體系的構(gòu)建

2.1城市部件普查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1)不同類別的部件，具有不同的精度指標(biāo)要求，威海市城市部件普查要求所有部件定位精度必須符合城市管理部件定位精度要求，如表1所示。

表1　城市部件定位精度要求

2)威海市城市部件普查成果的指標(biāo)要求如表2所示，超過(guò)允許范圍視為不合格。

2.2城市部件及地理編碼普查

城市部件普查主要包括兩方面的內(nèi)容：部件空間位置的測(cè)量和部件屬性信息的調(diào)查。

表2　威海市城市部件普查成果指標(biāo)

威海市城市部件外業(yè)普查采用GPS-RTK測(cè)量與移動(dòng)設(shè)備調(diào)繪相結(jié)合的作業(yè)方式。GPS-RTK測(cè)量適用于測(cè)量地形圖及管線數(shù)據(jù)中缺失的部件類，如行樹(shù)、售貨亭、公交站亭等，移動(dòng)設(shè)備調(diào)繪適用于調(diào)繪地形圖及管線數(shù)據(jù)中較為完備的部件類，如路燈、各類井蓋等，兩種方法互為補(bǔ)充，有效避免部件普查過(guò)程中的遺漏、位置不準(zhǔn)等情況，可以全面、快速、準(zhǔn)確的完成城市部件的外業(yè)普查工作。城市部件外業(yè)普查的主要目的是完成部件空間位置的測(cè)定和城市部件照片的拍攝，數(shù)字化測(cè)量可有效提高外業(yè)工作效率，減少內(nèi)業(yè)的工作量。

內(nèi)業(yè)處理是通過(guò)部件照片判讀所測(cè)部件類別及信息，并采用“粗確權(quán)”、“分類別”、“分區(qū)域”的部件管理屬性確定方法進(jìn)行相應(yīng)信息處理。

城市部件數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的關(guān)鍵在于將外業(yè)普查部件的空間位置與其屬性信息一一對(duì)應(yīng)，進(jìn)行掛接，建立完備的圖形屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。城市部件普查流程見(jiàn)圖2。

圖2　城市部件普查流程

2.2.1GPS-RTK測(cè)量法

威海市城市部件普查采用GPS-RTK測(cè)量法，利用山東省衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行綜合應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)(SDCORS)的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)進(jìn)行外業(yè)部件定位。外業(yè)測(cè)量前，先對(duì)作業(yè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)地踏勘，依據(jù)踏勘結(jié)果對(duì)工作區(qū)域進(jìn)行分片和對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行分組，并對(duì)各組作業(yè)人員和各劃分片區(qū)編號(hào)。制作片區(qū)接圖表和圖幅接合表，并根據(jù)實(shí)地情況分配任務(wù)，劃定作業(yè)員責(zé)任紅線，并制定工作完成計(jì)劃安排。測(cè)量初期2人一組，1人立桿，1人操作手簿進(jìn)行碎步測(cè)量并利用手簿拍照功能進(jìn)行部件拍照，作業(yè)流程熟練后可1人一組，進(jìn)行部件普查工作。一個(gè)部件一次測(cè)量一張照片的作業(yè)方式，保證所測(cè)部件與所拍照片的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。碎步測(cè)量點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)即為所測(cè)部件的外業(yè)流水號(hào)，外業(yè)流水號(hào)命名方式為：“日期”+“組號(hào)”+“編碼”，例如5月8日第一組測(cè)量的第一個(gè)部件的編號(hào)為0508010001，此種命名方式相比較根據(jù)圖幅命名外業(yè)流水號(hào)的方式優(yōu)勢(shì)在于，外業(yè)作業(yè)人員可以根據(jù)普查范圍實(shí)際情況制定普查路線，不受限于圖幅，命名方式靈活好記，不會(huì)造成不同圖幅間串號(hào)等情況的發(fā)生。

2.2.2移動(dòng)設(shè)備調(diào)繪法

工作底圖的質(zhì)量好壞直接影響外業(yè)普查工作的效率。威海市城市部件普查是利用CASS軟件將收集到的威海市管線數(shù)據(jù)與威海市現(xiàn)有1:500比例尺地形數(shù)據(jù)進(jìn)行套繪，當(dāng)?shù)匦螖?shù)據(jù)與管線數(shù)據(jù)重復(fù)時(shí)，以管線數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，將管線數(shù)據(jù)變?yōu)椴噬?，其余?shù)據(jù)變?yōu)闊o(wú)色，以便區(qū)分，凸顯管線數(shù)據(jù)，對(duì)于地形數(shù)據(jù)中的線狀地物和面狀地物，如交通護(hù)欄、跨河管道、露天燃?xì)夤艿馈⒕G地、水系等可直接提取轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的部件與地理編碼，房屋面與道路信息保留作為外業(yè)普查時(shí)的參考，將高程和標(biāo)注等不需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，整理圖面后，作為部件外業(yè)普查的調(diào)繪底圖。

移動(dòng)設(shè)備調(diào)繪法是指將GstarCAD MC軟件，作為部件外業(yè)普查調(diào)繪的軟件，安裝在未連入互聯(lián)網(wǎng)的手持式平板設(shè)備中，將工作底圖導(dǎo)入設(shè)備，進(jìn)行外業(yè)部件調(diào)繪。

外業(yè)調(diào)繪時(shí)，1人一組按事先劃定好的區(qū)域進(jìn)行外業(yè)普查。普查過(guò)程中，針對(duì)已有部件進(jìn)行放大，在已有部件中心位置輸入外業(yè)流水號(hào)(命名方式同GPS-RTK測(cè)量法)，并利用移動(dòng)設(shè)備拍攝部件照片，一個(gè)部件一次調(diào)繪一張照片，保證部件與照片的一一對(duì)應(yīng)。該方法可將普查部件的空間位置及外業(yè)流水號(hào)通過(guò)空間關(guān)系賦值至ArcGIS數(shù)據(jù)庫(kù)，極大減少內(nèi)業(yè)的工作量，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)的無(wú)紙化、一體化作業(yè)。

2.2.3地理編碼外業(yè)普查

地理編碼的主要作用是數(shù)字化城市管理過(guò)程中，對(duì)城市部件的空間位置關(guān)系提供地理位置的參考。地理編碼主要包括：興趣點(diǎn)、門牌樓號(hào)牌、標(biāo)志物等，普查方法與城市部件普查方法一致，在進(jìn)行外業(yè)部件普查的同時(shí)進(jìn)行地理編碼的采集。

2.3屬性信息的處理

部件的屬性信息是城市部件普查的一項(xiàng)重要內(nèi)容[9-10],部件屬性信息的準(zhǔn)確性直接影響到后期數(shù)字化城市管理的運(yùn)行，屬性信息主要包括部件的物理屬性和管理屬性兩大類。

物理屬性主要包括部件的名稱、部件狀態(tài)、使用狀態(tài)等，可根據(jù)外業(yè)普查時(shí)拍攝部件的整體照片和細(xì)部照片進(jìn)行信息的電子表格錄入，減少作業(yè)員外業(yè)作業(yè)時(shí)間，把部件類別及屬性信息的確認(rèn)放到內(nèi)業(yè)處理，將作業(yè)環(huán)境的影響降到最低，機(jī)動(dòng)靈活，有利于項(xiàng)目的按期完成。城市部件普查的關(guān)鍵是保證部件的外業(yè)流水號(hào)、電子屬性表的外業(yè)流水號(hào)以及部件照片名稱三者是相同且唯一的，威海市部件普查，首先將外業(yè)普查的部件與照片進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，之后根據(jù)所拍攝部件的整體照片和細(xì)部照片進(jìn)行物理屬性的電子表格錄入，保證三者的唯一性和一致性。

管理屬性主要包括部件的主管單位、權(quán)屬單位、養(yǎng)護(hù)單位等管理部門的信息，部件管理屬性信息的確認(rèn)較為繁瑣和復(fù)雜，難以由單一部門逐個(gè)進(jìn)行部件權(quán)屬確認(rèn)，因此一直是城市部件普查的難點(diǎn)問(wèn)題?？焖?、準(zhǔn)確地確定部件的管理屬性信息，有利于將數(shù)字化城市管理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的損壞、丟失的部件及時(shí)反饋到相關(guān)部門處理，提高數(shù)字化城市管理效能。威海市城市部件普查項(xiàng)目采用“粗確權(quán)”、“分類別”、“分區(qū)域”的部件管理屬性確定方法。首先進(jìn)行城市部件粗確權(quán)，根據(jù)收集到的資料及外業(yè)實(shí)際調(diào)查情況，初步確定部件的管理部門，然后由城市管理主管部門組織，相關(guān)部門參與，共同確認(rèn)部件的權(quán)屬信息，對(duì)于部件類型與管理部門一一對(duì)應(yīng)的形成管理部門與部件類別對(duì)照表，最后劃分部件管理區(qū)域，確定不同區(qū)域?qū)?yīng)的部件管理部門信息。

3　城市部件普查技術(shù)體系的實(shí)現(xiàn)

為了準(zhǔn)確、合理地反映城市部件及地理編碼的空間位置和屬性信息，根據(jù)城市部件的屬性結(jié)構(gòu)要求，基于ArcGIS軟件平臺(tái)建立部件及地理編碼數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.1圖形數(shù)據(jù)的處理

將外業(yè)普查的城市部件的空間位置數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換到ArcGIS軟件平臺(tái)，把外業(yè)流水號(hào)賦值到部件的屬性結(jié)構(gòu)中，作為部件空間位置與屬性信息關(guān)聯(lián)的唯一值，完成圖形數(shù)據(jù)的處理，見(jiàn)圖3。

圖3　部件圖形數(shù)據(jù)庫(kù)

3.2屬性信息的處理

物理屬性信息的處理是將圖形數(shù)據(jù)與物理屬性的電子表格通過(guò)唯一的外業(yè)流水號(hào)字段進(jìn)行掛接，自動(dòng)匹配，完成屬性信息添加。

管理屬性信息的處理分為兩種：一種是某類部件歸屬于唯一的管理部門，例如公交站亭的管理部門是公交公司，針對(duì)此種情況，以部件名稱作為連接進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)與屬性信息的關(guān)聯(lián)；一種是某類部件在不同區(qū)域歸屬于不同的管理部門，例如污水井蓋的管理部門包括水務(wù)集團(tuán)、市政管理處、街道辦事處等，此情況的處理方法是，依據(jù)內(nèi)業(yè)已處理完成的部件權(quán)屬區(qū)域，進(jìn)行空間分析，分區(qū)域匹配，完善部件的管理屬性信息。

圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)通過(guò)外業(yè)流水號(hào)一一對(duì)應(yīng)，關(guān)聯(lián)之后，進(jìn)行部件標(biāo)識(shí)碼、所在單元網(wǎng)格等屬性信息的分類分區(qū)賦值，建立圖形數(shù)據(jù)合理、屬性內(nèi)容全面的部件數(shù)據(jù)庫(kù)，如圖4所示。

圖4　部件屬性數(shù)據(jù)庫(kù)

4　結(jié)束語(yǔ)

城市部件普查是一項(xiàng)繁瑣的系統(tǒng)工程，快速、高效、準(zhǔn)確的獲取城市部件的空間位置和屬性信息是數(shù)字化城市管理發(fā)展的基本保障[11-12]。威海市城市部件普查項(xiàng)目基于GPS-RTK測(cè)量法和移動(dòng)設(shè)備調(diào)繪法的普查作業(yè)方式，減少外業(yè)“地毯式”普查的人員投入，降低外業(yè)作業(yè)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化作業(yè)，有效避免天氣等外部環(huán)境對(duì)普查工作的影響。城市部件的數(shù)字化測(cè)量以及“粗確權(quán)”、“分類別”、“分區(qū)域”的屬性信息確權(quán)方法，極大減少內(nèi)業(yè)的工作量，提高作業(yè)效率。圖形數(shù)據(jù)與屬性信息的合理掛接，構(gòu)建準(zhǔn)確的城管數(shù)據(jù)庫(kù)，作為后續(xù)數(shù)字城管系統(tǒng)搭建的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文探討的城市部件普查方法經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證切實(shí)可行，可作為其他城市部件普查工作的參考。

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[責(zé)任編輯：張德福]

Research on an efficient method of city component census

LI Shuqing, GAO Yuan, FAN Mina

(Shandong Zhengyuan Digital City Construction Co., Ltd, Yantai 264670, China)

Digital city management is an urgent need for economic construction and information development, and city component census is the basis of the digital city management, which transforms the materialized city management objects into digital management information. This paper takes Weihai City component census as an example. By analyzing the needs of city component census, the data acquisition is carried out by using GPS-RTK measurement and mobile devices, and “rough right”, “sub categories” and “sub regional” component attribute information investigative method, to build the appropriate city component census technical system. Based on the system a graphic data and attribute information of city management database construction is provided to form an effective method of the ciy component census.

city components；census method；attribute；database

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2016.11.015

2015-11-21

高遠(yuǎn)(1989-)，男，碩士研究生.

P208

A

1006-7949(2016)11-0076-04