趙國(guó)波

（武漢科島地理信息工程有限公司）

1 引言

隨著空間技術(shù)、信息技術(shù)的快速發(fā)展，城市建設(shè)趨于數(shù)字化；運(yùn)用GPS、網(wǎng)絡(luò)、無線通信等技術(shù)，建立全時(shí)段、全方位和高效的管理系統(tǒng)，對(duì)城市進(jìn)行分層、分級(jí)的無縫管理，可使城市發(fā)展過程中人與自然和諧共處。數(shù)字化管理能夠解決傳統(tǒng)部件管理中信息不暢的問題，規(guī)避傳統(tǒng)工作中的資源浪費(fèi)問題。

2 城市部件屬性結(jié)構(gòu)

部件編碼規(guī)涉及到部件類別碼和部件標(biāo)識(shí)碼兩類，部件標(biāo)識(shí)碼也是唯一標(biāo)識(shí)部件的代號(hào)。部件類別碼表示部件類別信息和部件的歸屬信息。部件分類代碼由3 個(gè)碼段共10 位數(shù)字組成，依次為6 位縣級(jí)及縣級(jí)以上行政區(qū)劃代碼、2 位大類代碼、2 位小類代碼。行政區(qū)劃代碼是指城市部件所在區(qū)的代碼，按照規(guī)定執(zhí)行[1]。大類代碼為2 位，表示部件大類，具體劃分：01～06 分別為市政公用設(shè)施、道路交通設(shè)施、市容環(huán)境、園林綠化、房屋建筑和其他設(shè)施類。每個(gè)部件均應(yīng)賦標(biāo)識(shí)碼，并在數(shù)據(jù)集中保持唯一性，標(biāo)識(shí)碼的結(jié)構(gòu)應(yīng)為部件代碼+流水號(hào)。流水號(hào)為6位，表示部件定位標(biāo)圖順序號(hào)，依照部件定位圖標(biāo)從000001 開始由小到大編寫。城市部件屬性由獨(dú)立屬性和公共屬性構(gòu)成。公共屬性是所有城市部件都必須具有的屬性，反映了城市部件的基本信息；獨(dú)立屬性是各類城市部件特有的屬性。公共屬性參照國(guó)標(biāo)規(guī)定執(zhí)行，獨(dú)立屬性結(jié)合實(shí)際情況確定。

3 城市部件調(diào)查方式

3.1 城市部件坐標(biāo)采集

兼顧部件采集的效率及精度，對(duì)城市部件分布較密的區(qū)域，采用具有大容量?jī)?nèi)存的全站儀在市區(qū)道路上已有的控制點(diǎn)或圖根點(diǎn)設(shè)站，所測(cè)數(shù)據(jù)用軟件下載到電腦上，并轉(zhuǎn)換為城管移動(dòng)平臺(tái)軟件所需的格式。對(duì)城市部件未分布在控制點(diǎn)周邊但成片分布的區(qū)域，應(yīng)首先使用NBCORS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)布設(shè)圖根控制點(diǎn)，利用全站儀采集法直接測(cè)繪城市部件。在城市部件分布稀疏或控制點(diǎn)稀少的區(qū)域內(nèi)，以區(qū)域內(nèi)大比例尺基礎(chǔ)地形圖為依據(jù)，使用鋼卷尺、輔助工具采用距離交會(huì)法，根據(jù)已知條件推算城市部件的平面位置，再用計(jì)算機(jī)確定城市部件平面坐標(biāo)。

3.2 城市部件屬性采集

為提高數(shù)據(jù)采集工作效率，在調(diào)整坐標(biāo)測(cè)量方式方法的基礎(chǔ)上，為外業(yè)屬性調(diào)查和照片采集特別研發(fā)了基于IOS 系統(tǒng)的城市部件普查軟件，該軟件裝載與移動(dòng)設(shè)備，共同構(gòu)成城管部件采集移動(dòng)平臺(tái)，用于城市部件屬性普查。軟件較好地適應(yīng)了現(xiàn)有城管標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)繪條件下外業(yè)屬性調(diào)查工作。外業(yè)直接屬性采集指外業(yè)能直接觀察到或通過簡(jiǎn)單分析能確定部件屬性。利用車載激光雷達(dá)采集系統(tǒng)獲取道路周邊區(qū)域的城市部件點(diǎn)云和全景影像數(shù)據(jù)。利用激光點(diǎn)云處理平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理，對(duì)點(diǎn)云和全景影像進(jìn)行定位，確定兩者之間的映射關(guān)系。將數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，并分配到作業(yè)員，作業(yè)員利用全景影像進(jìn)行部件判別并獲取部件三維坐標(biāo)。將點(diǎn)云中獲得的城市部件三維坐標(biāo)和編碼等數(shù)據(jù)，導(dǎo)入城管部件采集移動(dòng)平臺(tái)，保證與地形圖是在同一坐標(biāo)系下。內(nèi)業(yè)利用現(xiàn)有全景影像和激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)輸入一部分屬性信息，外業(yè)補(bǔ)充獲取難以判斷的直接屬性信息[1]。

3.3 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)

無人機(jī)傾斜攝影用于城市調(diào)查時(shí)，模型可以看到大部分區(qū)域。創(chuàng)建3D模型，導(dǎo)入圖像并設(shè)置合適的參數(shù)，創(chuàng)建空三測(cè)量任務(wù)。在EPS軟件中，根據(jù)城市管理部件的分類要求，在創(chuàng)建的三維模型上進(jìn)行部件采集。如井蓋和綠地等，可以在正射影像地圖上組合。立體的部件如路燈、電線桿和垃圾桶等。通過組合三維模型收集影像的位置和屬性，并確定其特性。城市構(gòu)件的實(shí)地調(diào)查在1:500 比例尺的地形圖上疊加，基于由3D 模型和正射影像組成構(gòu)件。通過完成現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，尋找缺失的部件，收集室內(nèi)作業(yè)無法提取的部件。將這些部件轉(zhuǎn)移到圖上。調(diào)查完成后，將結(jié)果數(shù)字化保存[2]。

4 城市部件數(shù)據(jù)采集方式

4.1 單元網(wǎng)格劃分

網(wǎng)格管理是基于空間多級(jí)網(wǎng)格，將區(qū)域按照規(guī)則劃分成一定的網(wǎng)格單元，創(chuàng)建多級(jí)網(wǎng)格。市政基礎(chǔ)設(shè)施稱為組件，與城市管理有關(guān)的問題稱為網(wǎng)格事件，向市民提供的服務(wù)定位為網(wǎng)格服務(wù)。監(jiān)控責(zé)任網(wǎng)絡(luò)單位，派駐其他機(jī)構(gòu)，完成網(wǎng)格組件、事件和服務(wù)的處理，對(duì)區(qū)域?qū)嵤┓謱臃旨?jí)的精細(xì)化管理，為群眾提供人性化服務(wù)。目前，大部分地區(qū)的部件調(diào)查先在市區(qū)，然后再發(fā)到周邊，對(duì)數(shù)據(jù)編碼提出要求，根據(jù)實(shí)際情況向其中添加長(zhǎng)度，以滿足需要。

4.2 數(shù)字化測(cè)量法

部件調(diào)查測(cè)量是通過地理編碼和屬性，存入全站儀組件的位置和屬性，無需現(xiàn)場(chǎng)繪圖，提高了部件調(diào)查測(cè)量的準(zhǔn)確性。數(shù)字測(cè)量有先檢查細(xì)節(jié)的測(cè)量和直接測(cè)量，確定部件在地圖位置，以地圖上對(duì)象作為檢查點(diǎn)。使用地物進(jìn)行控制，對(duì)于控制點(diǎn)的選擇是為后段創(chuàng)建特征點(diǎn)。在定義控制點(diǎn)時(shí)，將控制點(diǎn)均勻分布，以確保位置的正確。通常來說，第一種方法精度比較高，但是效率比較低，而后者取決于控制點(diǎn)。所以，要根據(jù)部件環(huán)境，合理選擇測(cè)量方法，以此來提高部件調(diào)查效率。

4.3 外業(yè)部件采集

4.3.1 有地形圖區(qū)域

對(duì)于現(xiàn)有地形圖組件，利用地形圖直接定位，先對(duì)地形圖進(jìn)行精度檢查，以滿足城市部件調(diào)查精度的要求。對(duì)于有許多類型的部件，真實(shí)的地形圖包含60%，其他部件根據(jù)地形圖的關(guān)系放置在地圖上。將1:500 格式的數(shù)字地形圖轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)采集軟件識(shí)別數(shù)據(jù)，利用PDA按預(yù)定區(qū)域進(jìn)行調(diào)查。將實(shí)際部件在PDA 上進(jìn)行定位，將相應(yīng)的屬性元素輸入，根據(jù)程序提示進(jìn)行錄入。地形圖上未顯示的新部分，使用測(cè)距儀測(cè)量，在現(xiàn)場(chǎng)完成物體的輸入和攝影，研究地理編碼。平面林地和綠化林采用原位判讀，減輕內(nèi)業(yè)工作負(fù)擔(dān)，節(jié)省了人工，部件的照片和細(xì)節(jié)可以更好地匹配，錯(cuò)誤率低，保證了記錄完整和畫面清晰。但在實(shí)際部件調(diào)查中測(cè)量對(duì)PDA 的要求配置很高，否則工作容易有故障；PDA使用小界面對(duì)判讀有一定的影響。

4.3.2 大面積修補(bǔ)測(cè)

方法一：根據(jù)車隊(duì)人員結(jié)構(gòu)分工，利用各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行相互配合。一個(gè)人觀察，一個(gè)人管理，一個(gè)人記錄并拍照，確保部件相處點(diǎn)必須相互匹配。這種方式可以促進(jìn)工作人員的相互學(xué)習(xí)和發(fā)展，充分發(fā)揮人才的作用，但該方法對(duì)人員的投入較大。

方法二：利用全站儀采集相關(guān)領(lǐng)域中分量位置。兩個(gè)人完成各自區(qū)域部件定位和平面內(nèi)位置的聚合。用紙質(zhì)地圖回放，使用相機(jī)或PDA，前往一個(gè)區(qū)域輸入對(duì)象。在實(shí)際工作中，與PDA 相比，相機(jī)直接拍攝和記錄可以節(jié)省時(shí)間。這種方法應(yīng)用比較廣泛，并且現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)快。但是內(nèi)部負(fù)荷高，容易出現(xiàn)位置部件不匹配的問題。所以，在采集和鑒定后，要實(shí)地考察，還要看測(cè)量?jī)扇说呐浜铣潭?。城市地區(qū)有多種類型和數(shù)量的部件，實(shí)際工作要做到，跑、看、問、記、測(cè)和拍。對(duì)于地理編碼通常不需要攝影，為了提高工作效率和數(shù)據(jù)信息的可追溯性，應(yīng)在地圖上對(duì)進(jìn)行編號(hào)，以便于查看檢查[3]。

4.3.3 實(shí)景影像和三維模型

城市管理部件需要使用城鄉(xiāng)建設(shè)部制定的符號(hào)來確定位置。實(shí)際場(chǎng)景記錄了有關(guān)獲取數(shù)據(jù)的區(qū)域信息。因此，在真實(shí)場(chǎng)景中直觀地顯示信息和部件屬性。場(chǎng)景的實(shí)際圖像與電子地圖相關(guān)聯(lián)，根據(jù)該領(lǐng)域的全息信息，可以使圖像更直觀，更好地滿足業(yè)務(wù)需求。結(jié)合真實(shí)場(chǎng)景和電子地圖，可以更清晰地看到位置和周圍環(huán)境。立體數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)的結(jié)合，從立體與平面的組合中查看城市，讓城市真實(shí)呈現(xiàn)在屏幕上。在3D系統(tǒng)中，可以查看部件之間的關(guān)系，也可以清楚地看到城市任何部分的真實(shí)狀態(tài)[4]。

4.4 數(shù)據(jù)更新

由于城市現(xiàn)代化建設(shè)的加速，以及城市轉(zhuǎn)型，對(duì)于城市構(gòu)成也在頻繁的發(fā)生變化。部件調(diào)查后數(shù)據(jù)對(duì)于相關(guān)性難以保證，甚至?xí)嬖谏洗尾考{(diào)查還沒有完全結(jié)束，對(duì)于一些完成測(cè)量的區(qū)域數(shù)據(jù)已經(jīng)完全了重大的改變，這對(duì)部件調(diào)查數(shù)據(jù)更新和管理提出了更高的要求。數(shù)字城市信息系統(tǒng)成立以來，對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和組成數(shù)據(jù)進(jìn)行了更新。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采用地理信息服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在線檢索，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)更新。目前普遍的做法是獲取城市升級(jí)信息，獲取轄區(qū)內(nèi)部分變化情況，建立升級(jí)部分信息表，更新區(qū)域內(nèi)有的案例信息。部件調(diào)查研究部門將對(duì)最近添加的部件數(shù)據(jù)信息進(jìn)行和實(shí)地調(diào)查。這種方法對(duì)專業(yè)知識(shí)要求較高，否則容易造成數(shù)據(jù)調(diào)查有很多差距，部件調(diào)查位置與實(shí)際位置相差大。因此，使用需要尋求專業(yè)檢查員，根據(jù)報(bào)告更新數(shù)據(jù)庫，并應(yīng)用更新的部件調(diào)查，以確保部件數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。

4.5 基于ArcGIS的城市部件數(shù)據(jù)采集與建庫

將部件數(shù)據(jù)從AutoCAD 轉(zhuǎn)成ArcGIS 格式，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，按數(shù)據(jù)編碼分類。利用軟件中的轉(zhuǎn)圖功能，把信息數(shù)據(jù)中的不同圖層轉(zhuǎn)換為要素類。使用ArcGISDesktop功能模塊創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)入空間部件數(shù)據(jù)，定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。在數(shù)據(jù)錄入前建立屬性結(jié)構(gòu)。對(duì)入庫后的部件數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)涮幚?。在處理中需要輸入拓?fù)涿Q，并根據(jù)實(shí)際情況選擇拓?fù)湟?，再進(jìn)行拓?fù)漕A(yù)覽。利用ArcGIS 的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，使之符合標(biāo)準(zhǔn)，并滿足拓?fù)潢P(guān)系。如果某個(gè)拓?fù)洳槐粷M足，就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤對(duì)象，拓?fù)湟?guī)則可以管理拓?fù)潢P(guān)系[5]。

5 結(jié)語

隨著城市數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的更新和普及，技術(shù)的應(yīng)用為城市部件調(diào)查提供了信息化的管理平臺(tái)。檢測(cè)作業(yè)前資料收集關(guān)系到城市部件調(diào)查工作的效率，對(duì)于一般地形圖現(xiàn)勢(shì)性較差的一些特殊區(qū)域，應(yīng)在測(cè)量前先進(jìn)行地圖修補(bǔ)，在采集中利用點(diǎn)位來確定點(diǎn)位坐標(biāo)，以此來提高城市部件調(diào)查工作效率，同時(shí)可以有效的減輕實(shí)際測(cè)量的工作量。