浅谈基础测绘的发展在数字城市建设中的作用

发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

　　摘要：基础测绘工作是数字城市建设的基础，也是科技进步和数字城市建设的需要，同时又促进了测绘学科的快速发展。因此,本文作者主要对测绘学科发展的现状以及基础测绘工作对数字城市建设的作用进行了阐述。
　　关键词：基础测绘；数字城市；GIS
　　0前言 
　　基础测绘是国民经济建设和社会发展基础性、前期性和公益性的工作，它的基础性、先行性决定了它在国民经济建设和社会发展中必须走在前面。要加快数字城市建设，就必须首先加快基础性测绘工作，获取各种比例尺的数字线划矢量图、不同分辨率的数字正射影像图以及各类专题地图，建立城市GIS地理空间框架基础平台。本文重点阐述了测绘学科发展的现状以及基础测绘工作对数字城市建设的作用。
　　1数字城市建设与基础测绘的发展现状
　　数字城市是数字国家的组成部分。它有广义和狭义两种概念，广义的数字城市就是城市的信息化，即通过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统（GIS）等基础设施平台，整合城市信息资源，实现国民经济信息化，建立电子政府、电子商务企业，通过发展信息家电、远程教育、网上医疗，建立信息化社区。狭义的数字城市是指利用数字地球理论，基于3S（GIS、GPS、RS）等关键技术，建设服务于城市规划、建设、管理，服务于政府、企业、公众，服务于人口、资源、环境、经济社会可持续发展的地理空间信息基础设施和管理信息系统。数字城市既可大力推进城市空间信息基础设施和基于这些基础设施的信息资源的整合及利用体系的建立，又可推进城市各部门、企业和公众广泛应用3S空间信息技术，实现信息资源的充分共享，从而更好地服务于城市经济建设和可持续协调发展[1]，[12]。
　　据统计，地球上70%以上的信息都与地球的空间位置有关，空间信息好比是数字城市的血液，没有它，数字城市就只能是一个干枯的空壳，而空间位置的确定和空间信息的获取都离不开测绘科学。近几年，测绘新仪器的广泛应用导致了测量方法和测量手段的不断进步，获得地球空间信息的内容更加丰富和多样化，工作效率更高、获取的速度更快，得到资料和数据的精度也更高。全站型电子速测仪已逐步代替传统的经纬仪、测距仪和水准仪，它不但具有传统的测角、量边功能，还具有数据的记录、储存、输入、输出功能，同时具有微处理器，能够利用在存储器中固化了的测量程序，对测量数据进行计算和处理，在控制测量、地形测量和施工放样中得到广泛的应用。它可以与计算机、绘图仪相连，形成内外业一体化的测量系统，从而大大提高了地图测绘工作的质量与效率。
　　23S空间信息技术的发展与应用
　　空间定位技术（GPS）作为一种全新的现代定位方法，已逐渐在越来越多的领域得到广泛的应用。尤其是20世纪90年代以后，GPS卫星定位和导航技术与现代通讯技术相结合，在空间定位技术方面发生了革命性的变化。用GPS同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从陆地和近海扩展整个海洋和外层空间，从静态扩展到动态，从单点定位扩展到局部与广域差分定位，从事后处理扩展实时定位与导航，绝对和相对精度扩展到米级、厘米级乃至亚毫米级，从而大大拓宽了它的应用范围和在各行业中的作用。航空航天遥感技术（RS）在当代的发展，主要表现在它的多传感器、高分辨率和多时相特征。国外正在研制地面分辨率为1m~3m的航天遥感系统，在影像处理技术方面，开始尝试智能化专家系统。遥感信息的应用分析已从单一遥感资料向多时相、多数据源的复合分析，从静态分析向动态监测过渡，从对资源与环境的定性调查向计算机辅助的定量自动制图过渡，从对各种现象的表面描述向软件分析和计算探索过渡。近年来，由于航空遥感具有快速机动性和高分辨率的显著特点，航空遥感已成为遥感发展的重要方面。
　　地理信息系统技术（GIS）正从二维向多维动态以及网络方向发展。在技术方面，一个发展方向是基于Client/Server结构，即用户可在其终端上调用服务器上的数据和程序；另一个发展方向是通过互联网络发展InternetGIS或Web-GIS，可以实现远程寻找所需要的各种地理空间数据，包括图形和图像，而且可以进行各种地理空间分析，这种发展通过现代通信技术使GIS进一步与信息高速公路接轨[2]。
　　航空摄影测量是利用航摄像片来获取地面空间信息的一种测量手段。摄影测量的发展经历了模拟和解析两个阶段后，现已进入了全数字化摄影测量时代，过去摄影测量是用摄影机获取地面的影像，近年来与摄影测量有关的传感器有了迅速的拓展，除影像外还可以直接获得影像的外方位元素、数字表面模型（DSM）等，它在数字城市的三维可视化建设中起到了重要作用。
　　总之，基础测绘工作正在形成以“3S”（GIS、GPS、RS）为核心技术、以“4D“DLG数字线划地图、DOM数字正射影像图、DEM数字高程模型、DRG数字栅格地图）为技术产品以及与数字通信等公用工程设计技术相结合的较为完善的数字化测绘技术体系。
　　3基础测绘对数字城市建设的作用
　　建设数字城市的首要任务就是建立城市GIS地理空间框架基础平台，它是其它各种专题信息系统的基础前提和有效载体。建立城市GIS基础平台离不开多尺度、多分辨率、各种不同比例尺的数字线划矢量图（DLG）、数字正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM），这些图像和资料的获取又都离不开基础测绘工作。
　　数字线划矢量图（DLG）是数字城市基本图件的最主要形式，是建立各种地理信息系统的基础信息，也是进行规划、设计、管理等工作的基础。城市建设与管理所使用的基本地形图比例尺主要有1:500、1:1000、1:2000、1:5000和1:10000等5种，数字摄影测量系统可以测绘各种相应比例尺的数字线划图。利用数字摄影测量系统提供的自动空中三角测量在内
　　的整体解决方案、影像匹配技术以及多种高效、实用的测图模式，可大大提高作业效率。小范围和局部的地图测绘与更新可以采用数字化测图技术，以保持城市图形资料的现势性、实时性。
　　数字高程模型（DEM）是建立数字城市的基础信息之一，是赖以构建城市三维景观和进行各种工程设计的基础信息。目前我国仅有约1/8的城市建立了一定范围的DEM，使用的格网尺寸为5m～25m，格网点高程精度为0.25m～1.2m。数字摄影测量系统具有自动大规模生产DEM、自动生成等高线等功能，可提高生成等高线的效率。数字正射影像图（DOM），是根据数字高程模型对中心投影的航空摄影像片进行纠正处理、消除了投影差的垂直投影的影像地图。由于它包含地表的各种原始信息，而且通过纠正处理，比例尺和相关位置是准确的，可用于城市规划、环境保护、资源调查、灾害防治以及军事等多种领域。据统计资料显示，我国城市数字正射影像图相对于线划图无论是数量还是种类均少得多，覆盖范围也很有限。所用片种包括黑白、彩红外和真彩色三种，主要用途是城市规划、土地调查、资源管理和更新地形图。目前，数字正射影像图在世界范围受到了广泛的重视，特别是随着1m分辨率卫星影像投入使用，以及影像识别和单像特征提取技术的进展，将会得到越来越广泛的应用。数字摄影测量系统可以进行正射影像纠正和镶嵌、影像修补、任意影像的无缝镶嵌，此外将数字正射影像图与数字高程模型叠加，可生成城市的三维景观图。
　　城市真实三维景观模型是根据建筑物的实际三维地理坐标，构建真实的城市三维景观模型。城市真实三维景观模型可根据大比例尺航空摄影像片通过数字摄影测量方法，精确测得地物的空间三维坐标，由计算机软件自动生成建筑物的结构模型并贴上相应的纹理建成。
　　数字城市建设所需的各种专题地图，例如：土地资源、矿产资源管理图；电力、通讯、煤气、给排水等管网图；道路交通旅游线路图；水资源、环境监测图等，这些图纸资料的获取都离不开基础测绘工作。
　　4结语
　　总之,“数字城市”建设为城市测绘的发展带来极其难得的发展机遇,但也面临着来自信息需求、技术发展、管理与体制以及观念等多方面的严峻挑战。城市测绘应正视自身的优势和劣势,定好位,服好务,尽快融入到信息化大潮中去,迅速融入国家基础测绘体系,切实加强城市测绘队伍自身建设,建立完善的质量管理体系与有效的项目管理机制,积极跟踪相关技术的发展,不断引进新技术、新设备,制定新工艺,发展新方法,在大力提高传统产品和服务效率与质量的同时,生产开发新产品,提供新服务,特别是在解决“快、准、全、廉”上取得实质性突破。此外,城市测绘应将为“大”城市服务作为中心,而不只是为城市规划部门服务,充分关注非规划领域的应用和各种公众应用,努力成为新经济时代的空间信息提供商。只有这样,城市测绘才能借数字城市建设之东风得到持续不断的发展。
　　【参考文献】
　　[1]孙福海，禄丰年.3S测绘技术与数字地球[M].黑龙江：哈尔滨地图出版社，2002.
　　[2]宁津生，陈俊勇,等.测绘学概论[M].武汉：武汉大学出版社，2004.
　　
　　中国致力于为需要刊登论文的人士提供相关服务,提供迅速快捷的论文发表、等服务。具体发表流程为：客户咨询→确定合作，客户支付定金→文章发送并发表→客户接收录用通知，支付余款→杂志出版并寄送客户→客户确认收到。系学术网站，对所投稿件无稿酬支付，谢绝非学术类稿件的投递！