第１Ｏ卷第３期 三晋测绘 Ｖ０１．１０ Ｎｏ．３ ２００３年９月 ＳＵＲＶＥＹ１ＮＧ ＡＮＤ＾Ｉ＾ＰｌＰ ＩＧ ＩＮ ＳＨＡＮＸＩ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２ＯＯ３ 城市空间数据基础信息更新机制与技术方法 刘满仓 （太原市规划编制研究中心 太原０３０００１） Ｕｒｂａｎ Ｓｐａｃｅ Ｄａｔｕｍ Ｕｐｄａｔｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄ Ｌｉｕ Ｍａｎｃａｎｇ 摘要：城市空间数据基础信息的现势性是衡量其使用价值的重要标志之一。随着ＧＩＳ技术应用的推广与深入，用户 对空间数据的现势性和准确性也提出了更高的要求。本文在论述城市空间数据基础信息主要内容、特征与变化机理的基 础上，从管理和技术两个方面研究了空间数据基础信息的更新机制和技术方法，建立了更新系统的完整概念，分析了数 据采集和数据管理的技术措施，提出了基于城市规划和土地管理的城市空间数据基础信息更新的思路和操作方法。 关键词ｌ城市空间数据基础信息；信息更新；数字城市 城市是一个复杂的巨系统，是社会政治、经 城市变化日新月异，传统的做法已完全不能适应 济、文化的汇聚中心，城市空间信息是人类社会 当前工作和今后发展的需要。 信息最核心的内容。城市空间数据基础信息是 １城市空间数据基础信息的主要内容、特征与变 “数字城市”建设的重要基础。因此，对城市空间 化机理 数据基础信息的研究、开发和利用成为社会信息 １．１ 城市空间数据基础信息的主要内容 化建设的基础工作和重要组成部分。 城市空间数据基础信息是反映城市现状、规 随着“数字城市”建设的兴起和ＧＩＳ技术应 划、变迁的各类空间数据（如地形、地貌、建筑、 用的逐步深入，用户对城市空间数据基础信息的 道路、综合管线等）以及描述这些空间特征的属 现势性和准确性提出了更高的要求，数据使用者 性数据的综合性空间信息。根据国家空间数据基 在使用这些基础地理数据时已将数据的更新能力 础设施的总体框架要求，结合城市各行各业信息 作为重点考虑的内容。然而，数据更新的现实情 化建设对城市空间数据基础信息的基本需求，城 况却不容乐观。一方面，许多城市已经建立或正 市空间数据基础信息的主要内容包括：（１）大地 在建立的“城市基础地理信息系统”或“城市空 控制测量数据；（２）系列比例尺地形图数据；（３） 间数据基础设施平台”均缺少统一的规范、有效 数字正射影像数据；（４）行政单元；（５）地政地 的更新机制与技术方法，有些系统花费相当大的 籍数据；（６）地名数据库；（７）地下管线数据； 人力、物力录入的数据已经“过时”，失去了现势 （８）城市地质数据；（９）其他各类专题数据。 性。另一方面，现行的传统的空间数据更新办法 在上述城市空间数据基础信息中，本文研究 已无法满足当今社会飞速发展的需要。 的重点是基于矢量数据表达的地面信息。 传统的城市空间数据基础信息更新的做法是 １．２城市空间数据基础信息的特征分析 由测绘部门定期地组织修测，当城市面貌变化很 城市空间数据基础信息又称基础地理信息， 大时，就必须进行重新测量。定期修测和重测自 是有关地理实体的性质、特征与运动状态的表征 然存在一个更新周期问题。这种修测和重新测量 和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理 的办法在过去时代或城市范围不大、城市建设发 现象之间关系的地理数据的解释。而地理数据则 展不快以及城市管理水平相对较低的地区可以满 是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包 足日常管理工作的需要。但随着改革开放的不断 括空间位置、属性特征以及时区特征三部分。因 深入和城市建设的飞速发展，城市范围不断扩大， 此，城市空间数据基础信息除了具有信息的一般 作者简介：刘满仓，（１９６９一），男，１９９１年毕业于武汉测绘科技大学摄影测量与遥感专业，现在太原市规划编制研究中，＆，－Ｉ－作。 ｌ４· 三晋测绘 ２００３正 特性外，还具有以下独特的性质： １．２．１基础性。城市空间数据基础信息是其它空 间信息的载体，其基础性的特点是显而易见的。 １．２．２区域分布性。地理信息具有空间定位的特 点。先定位后定性，并在区域上表现出分布式特 点，不可重叠，其属性表现为多层性，因此地理 信息的分布或更新具有区域性分布特征。 １．２．３信息载体的多样性。地理信息的第一载体 是地理实体的物质和能量本身，除此之外，还有 描述地理实体的文字、数字、地图和影像等符号 信息载体以及纸质、磁带、光盘等物理载体。对 于地理信息数据来说，它不仅是信息的载体，也 是信息的传播媒介。 １．２．４ 海量数据特性。地理信息既有空间特征， 又有属性特征，并包括一个较长的发展阶段，因 此，其数据量很大。 １．３ 空间数据基础信息变化的机理 城市的建设和发展不断改变着城市的面貌， 这就要求我们建立合理的空间数据更新机制，把 这些变化及时反映到城市空间数据基础信息库中。 要实现空间数据基础信息的实时更新，必须首先 了解城市发展变化的机理，即原因与过程，概括 起来有如下几点： １．３．１ 城市建设项目引起的变化。城市建设项 目是引起城市变化的主要原因，如住房建设、市 政工程建设、城市改造等。因此，实现空间数据 基础信息实时更新应及时跟踪城市建设项目。 １．３．２ 大型工程建设项目引起的变化。经济开 发区、大中型厂矿企业的建立或扩建，以及交通、 能源、水利、环保等有关大型工程建设项目的上 马，也是引起城市地理信息变化的另一个重要原 因，同样应及时跟踪。 １．３．３ 用地性质调整引起的变化。如权属变更、 土地用途的调整等。有些用地性质的调整也伴随 着建设项目的发生。 １．３．４ 城市的自然变化。如河流、湖、塘、沟 渠形态的自然变化，水土流失等。这种变化一般 在短期内不明显。 城市的自然变化一般较缓慢，而且不容易跟 踪，因此一般还是采用定期获取数据的方法。城 市建设和工程建设项目以及较大的用地性质调整 般经城市规划、土地管理部门审批。因此，可 以利用管理部门的信息促进勘测部门跟踪这种变 化，及时采集变化后的数据。 ２城市空间数据基础信息更新的技术机制与方法 城市空间数据基础设施的生命力依赖于数据 的现势性，这就要求建立完善的数据更新机制和 手段，一方面，要通过先进实用的数据采集方法 不断获得现势数据并将新采集的变化数据与原有 数据库中未变化的信息融合，对数据进行更新与 维护；另一方面，还要能够保存历史数据，以便 在必要时恢复出过去任一时刻的全部或部分数据， 并能实现历史数据查询和数据对比；另外，还应 能够依据所采集的原始信息方便地生成各种尺度 的空间数据。 ２．１数据更新的基本框架 要顺利地完成城市空间数据基础信息的更新， 必须建立数据更新的技术系统，图１描述了数据 更新的基本框架。 图１中，现势库存储最新反映现状的数据， 历史库只存储历次发生变化时被更新的历史数据。 其中，历史库包括以下３部分： ２．１．１ 完整的地理信息系统所包含的数据结构， 包括目录结构以及数据库中的各种属性表。 ２．１．２ 数据更新的时间、更新的范围和位置、 数据存放的位置等信息。 ２．１．３加快检索的索引结构。 ２．２ 数据采集方法及技术手段比较 空间数据更新常用的数据采集方法可概括为 三大类：一是现场解析测量；二是利用已有资料 进行数字化；三是利用航测、遥感等手段进行信 息更新。 ２．２．１ 现场解析测量 现场解析测量方法包括基于全站仪的内外业 体化的解析测量方法（电子手簿、电子平板 等）、基于ＧＰＳ的外业数据采集方法等。由于仍 有大量的外业操作，这种技术最适合用于局部区 域的信息更新、且对精度要求很高的场合。野外 解析测量获得的数据精度高，但现场解析测量的 工作量大，成本也高。 ２．２．２ 利用已有资料进行数字化 空间信息发生变化后，可能从其他的渠道已 形成了纸质载体存在的更新信息，这就需要用扫 描数字化或数字化仪数字化的方法输入数据库。 这种方法存在手工劳动时间长、原有资料精度低 等缺点。但这种方法可以充分利用现有资料，减 少信息更新环节，节约采集成本。 ２．２．３航测、遥感方法 第３期 刘满仓：城市空间数据基础信息更新机制与技术方法 ·１５· 采用航测或卫星遥感方法进行信息更新已被 广泛采用，但是这种方法的内业手工采集工作量 仍然较大，受城市高层建筑的遮挡（航测）和分 辨率的（卫星遥感），获取高精度、更新大比 例尺空间信息仍很困难。但随着卫星遥感分辨率 的不断提高，这种方法的应用潜力越来越大。 图１数据更新框图 ３基于成市规划、土地管理的基础信息更新的 机制与方法 ３．１．１基于规划管理成果更新基础信息 规划管理的核心是“一书两证”（规划选址 对城市空间数据基础信息变化的更新，不仅 要从技术的角度进行研究，而且要从管理的角度 意见书、建设用地规划许可证、建设工程规划许 可证）。建设项目开工前，由规划管理部门指定 的测绘单位进行建筑红线的放、验线工作，作为 颁发建设工程规划许可证的必要条件；在项目竣 工后，则进行竣工测量，竣工测量资料是进行工 进行考虑，建立起有效、实时的信息更新机制。 而传统空间数据基础信息修测与更新体系的根本 缺陷在于把更新只看作仅仅是测绘单位的事和纯 测量技术问题，没有与城市管理及其它城市建设 工作结合起来。传统空间数据更新体系只注重测 绘的服务职能，忽略了测绘的管理职能以及同样 程竣工验收和颁发建设工程规划验收合格证的必 要条件。因此，放、验线和竣工测量工作是建设 工程实施的必经阶段，而且所获得的是第一手测 量资料。应该充分利用这些资料进行城市空间基 础信息的更新。 需要其它行业服务的客观要求。从而不能充分利 用其它行业和管理部门的资源及管理措施为城市 空间数据基础信息更新服务。 ３．１ 基于城市管理的更新机制 ３．１．２基于土地管理成果更新基础信息 土地管理的核心是地籍管理。地籍是记载土 地的位置、界址、面积、质量、权属和用途等基 本状况的簿册。地籍变更登记的基础是地籍调 查，地籍调查的重要过程是地籍测量，地籍测量 资料是空间数据基础信息更新的重要数据源。由 于界址点和重要地物均采用解析法测量，精度 高，所以对改善城市空间基础数据精度有帮助。 ３．２ 基于城市管理的空间数据更新需要注意的 几个问题 在城市建设、管理的各部门中，与城市空间 信息变化关系最密切的是城市规划和土地管理部 门。城市建设、改造的实施都必须经过规划部门 的审批，土地权属变更、土地用途的调整也必须 经过土地管理部门的批准。因此，城市规划、土 地管理部门对城市空间信息的变化反映最直接、 最迅速，而且可以超前反映并能跟踪变化的全过 程。 ｌ６· 三晋测绘 ２ＯＯ３正 ３．２．１ 利用规划管理审批成果更新空间数据库 对规划管理、放验线测量和竣工测量提出更高的 标准和要求。一是对红线核位的要求提高了，应 逐步采用坐标核位，并要求标注严格的关系尺 寸；二是在放、验线时，应针对现场情况对地形 图进行部分修测；三是在竣工测量时除考虑建设 项目外，还应考虑保持数据库中地形、地物数据 的连续性和完整性，保证规划要素与现状地物的 衔接。 ３．２．２ 采用规划管理成果对空间数据库进行实 时更新也有局限性。首先，建设项目是有时间段 的，在这个时间段内，空间数据基础信息中只反 映建设项目红线划拨的结果；其次，并不是城市 现状的所有变化都是要经过规划局审批才能完成 的，如城市绿化等，有些变化也并不是建设项目 所引起的，如湖塘边界的自然变化、土地用途的 调整等。对于这样的变化，还必须采用其它办法 定期进行信息收集和检测。 ３．２．３ 地籍测量成果的界址点和部分房角点一 般实测有解析坐标，可有效地改善城市空间数据 基础信息的平面位置精度。对于同时承担空间数 据测绘和地籍测量的测绘部门，应采取“两图并 出”的工作思路，即在进行地籍测量时同时采集 其它地形要素（如高程等），利用地籍测量成果 进行城市空间数据基础信息的更新。 ３．２．４ 城市空间数据基础信息新增的规划管理 信息，突破了国家测量规范规定和地形图图式内 容，这就需要在今后的工作中不断探索、总结， 求得统一。国家标准也应随着高新技术的发展和 技术不断创新，适应城市建设和经济发展的需要 而不断完善。 ３．３ 基于城市管理的太原市基本比例尺地形图 更新实践 太原市将１：５００地形图确定为城市基本比例 尺地形图，它构成了太原市空间数据基础信息的 主要内容。新一代１：５００比例尺地形图将于１９９９ 至２００５年采用航测成图。近年来，太原市城市建 设步伐加快，城市面貌日新月异，但由于未建立 良好的地图更新机制，加之更新速度慢，导致了 １：５００基本图现势性较差，无法满足城市规划、 建设和管理的需要。为在短时间内改变１：５００基 本图现势性差的落后面貌，满足管理急需，我们 按照上述思路，利用规划管理建筑红线测放资 料、竣工测量资料、地籍测量资料，并辅以重点 地区外业修测相结合的办法，逐步完成１：５００基 本图的初步更新工作，满足了城市规划管理用图 的急需。 ４结束语 信息时代和知识经济社会的来临，给人类的 发展和进步带来无限生机。正如同志所指 出的：“当今世界，以信息技术为主要标志的科 技进步日新月异，高科技成果向现实生产力的转 化越来越快，初见端倪的知识经济预示人类的经 济社会生活将发生新的变化。”不难看出，谁拥 有知识和信息，谁就能主宰世界，而城市信息是 社会信息最集中、最活跃的领域。在浩瀚的信息 中，城市空间数据基础信息的更新成为城市空间 数据存在、利用和知识挖掘的前提。城市空间数 据基础信息的变化主要是人类活动的结果，因 此，研究城市空间数据基础信息的更新不但要从 技术层面上考虑，而且要从其变化的机制考虑， 即从城市管理的角度来探讨更新的机制和方法。
