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探讨鹤岗市城市部件普查及数据库建设

2020-06-20 200 上传者：管理员

摘要：数字城市是城市建设的发展方向，利用信息技术推动城市高质量发展、科学化管理乃大势所趋。为加快数字城市建设进程，提高城市管理及服务水平，黑龙江省一些地市现正构建数字城市管理平台。城市部件普查作为数字城市管理平台建设的关键环节，为其提供基础数据支撑。本文以鹤岗市城市部件普查及数据库建设项目为例，研究了一套底图制作、位置采集、属性调查、数据入库处理的技术路线与方法，重点介绍了针对该项目研发的基于Android平板端普查工具及PC端数据处理软件的功能实现，极大提升了外业普查及内业数据处理效率，对今后此类项目的开展具有较高的推广价值。

关键词：
城市部件普查
技术路线
数字城市
数据处理软件
数据库建设
普查工具
测绘学
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数字城市作为城市内涵和外延的拓展，是信息时代城市现代化的必由之路。数字城市建设就是充分利用和整合城市信息资源，尤其是基础地理空间信息资源，以在线网络共享方式覆盖全市、全行业、全领域，便于城市规划、建设、管理、服务和指挥[1]。数字化城市管理作为数字城市的重要组成部分，其实质是把物化的城市部件作为管理对象[2]，建立部件基础空间信息数据库，依托信息和网络技术，用数字化手段处理、分析和管理整个城市[3]。因此，城市部件基础数据库的建设是数字化城市管理的关键[4]。

1、研究背景

鹤岗市为加强城市综合管理能力，推动数字城市建设，提高信息化管理服务水平，不断适应城市发展速度和形势要求，根据国家住房和城乡建设部及省住房和城乡建设厅的有关要求，结合鹤岗城市管理工作实际，由鹤岗市城市管理综合执法局牵头设计并组织实施，开展数字化城管平台服务及维护项目，重点完成主城区城市部件普查工作，建立城市部件数据库，为实现科学化、精细化、规范化管理奠定基础。

鹤岗市数字化城管平台以“资源整合、部门联动、统一指挥、集中管理”为原则，依托大比例尺地形图、正射影像图、城市三维模型、城市部件等基础空间地理数据，应用数字化技术，采用万米单元网格管理和城市部件管理法，创建城市管理监督中心和指挥中心两个轴心管理体制，将部件和事件纳入平台统一管理，为顶层决策、行业管理和日常生活提供高效优质的服务。

2、研究内容

2.1已有资料

2.1.1基础控制资料

现有的黑龙江省卫星定位连续运行综合服务系统(HLJCORS)于2016年建成并投入使用，共122座GPS卫星定位连续运行参考站，提供国家2000大地坐标系服务，具备数据处理、信息服务、网络管理、系统监控和用户管理功能，可实现亚米级高精度动态定位，控制范围覆盖鹤岗市，可作为部件平面位置测量的起算依据。

2.1.2地理信息资料

覆盖鹤岗市主城区的1∶1000数字线划图数据及1∶1000正射影像图，2000国家大地坐标系，影像地面分辨率优于0.1m，可作为普查工作底图。

2.1.3行业收集资料

民政、水务、通信、公安、交通、电力、石油石化、广播电视、热力、燃气、园林、邮政、市政、环卫、住建、城市执法等部门提供的所辖部件涉及的属性信息资料，包括权属部门、养护部门、主管部门、坐标、地址、面积、车位数、吨位、材质、状态等各种信息，可作为城市部件普查时属性录入依据。

2.2技术路线

利用现有地形图成果及各行业管理部门提供的资料，形成外业普查工作底图。外业利用底图开展城市部件普查，获得空间位置、属性信息及普查照片，内业将外业采集数据进行入库编辑，通过收集到的资料完善部件属性，经标准化和一致性检查后获得城市部件及兴趣点普查数据库，最终将数据库及其他地理信息数据进行格式转换，供下工序使用，以满足地理信息成果展示需要(如图1所示)。

2.3普查要求

2.3.1普查对象

部件普查对象为与城市管理相关的公共设施，通过调查部件的空间位置、物理属性、管理属性及照片，建立城市部件数据库。按照《GB/T30428.2-2013数字化城市管理信息系统第2部分:管理部件和事件》(以下简称“《管理部件和事件》”)规范要求，部件共分为5个大类，121个小类。

1)公用设施

主要包括水、电、气、热等各种井盖，以及相关公用设施等。

图1工艺流程

图1工艺流程下载原图

Fig.1Processflow

2)交通设施

主要包括停车场、交通标志牌、公交站亭、立交桥等。

3)市容环境设施

主要包括公共厕所、垃圾箱、户外广告、牌匾标识等。

4)园林绿化设施

主要包括古树名木、雕塑、街头座椅等。

5)其他部件

主要包括人防公事、公房地下室、重大危险源、水域附属设施、文物古迹等[5]。

2.3.2精度要求

城市部件采集的平面位置精度见表1。

表1平面位置精度要求

2.3.3部件采集

城市部件普查具有工作量大、专业性强、涉及部门多等特点，应遵循由点到面的工作思路。作业过程中要求优化技术设计、精心组织、加强监控，以便保质保量。外业部件数据的采集要求准确性和完整性，严格按照已定的技术标准，结合特定的获取方式，保证部件编码的唯一性[6]。

1)平面位置

外业使用网络RTK或全站仪对部件位置进行测量，保证平面精度满足要求，测量技术要求按照相应规范执行。可充分利用现有1∶1000地形图成果，对底图已有部件先判断位置是否准确，如精度满足要求可直接利用，点、线、面状地物可直接采集图上几何中心作为部件定位点。线状部件在实际测量时应合理采集其走势，直线处2—3个点连线即可，弯曲处碎步点适当加密。面状部件采集其铺面边缘或明显分界处作为范围边线。临时性部件不采集，如临时修路摆放的防撞桶或指示牌等。

2)属性信息

部件属性数据内容、结构及字段代码等信息依据《管理部件和事件》要求填写，普查内容包括标识码、名称、主管部门、权属单位、养护单位、所在单元网格、部件状态、普查初始日期、普查变更日期、数据来源、备注等。其中部件标识码由4个码段共16位数字组成，包括县级及以上行政区划代码、部件大类代码、部件小类代码、顺序代码，每个部件有唯一的标识码。同时，结合城市管理实际需要，可对相关城市部件属性进行扩展，如路灯附加杆型、材质属性，公共厕所附加类别、占地面积、开放时间属性，广告牌匾附加类型、材质、坐落位置属性等。

3)照片拍摄

所有普查部件都需拍摄一张照片，拍摄设备可采用数码相机或手机，拍摄时可根据部件大小选择适当位置及角度，横版、竖版皆可。拍摄原则为:照片清晰，主体明确，对于类型桥梁、电塔等大型物体应尽可能表示其全貌，遇特殊情况时可拍摄其具有代表性的部位。不应有人物遮挡。照片名称应与对应的部件标识码一致，为16位代码后加“．jpg”。

2.4数据库建设

2.4.1建设原则

1)规范性原则

采用国家统一的标准和规范，符合本地实际情况。

2)无缝原则

单元网格、城市部件等数据与基础底图数据逻辑上建成一个整体的空间无缝数据库。

3)先进性原则

采用当前先进的空间数据库管理和建库软件平台。

4)安全使用原则

采用技术手段，保证数据库安全的同时，能实时高效地为数字城管提供服务。

2.4.2建设内容

调查后的各种数据经核实无误后将平面位置及外业收集的属性信息录入到数据库中，利用内业数据处理程序，对可统一填写或有一定规律的属性批量化赋值，保证属性信息的完整详尽，最终将每一类部件划分一个单独数据层，以AcrGIS软件mdb格式存储。图层命名方式及类型见表2。

表2数据结构

3、普查工具功能实现

3.1基于Android系统的外业普查平板

普查平板的研发改变了原有的纸图调查方式，采用轻便超薄的高性能智能手持终端，能够更高效地进行数据普查。平板中接入项目生产的线划电子地图、正射影像图等瓦片数据，浏览查询速度更快。同时，还可实时提供位置服务，便于判断地物间的位置关系。

3.1.1登录

输入账号密码进行验证，便于调出该账户生产所对应的范围数据。

3.1.2添加

点击顶部“调绘”后，弹出工具条，左侧显示部件点、部件线、部件面及兴趣点图层。同时，屏幕显示所有已导入的部件数据及地名，可先选择图层，再进行要素添加。

3.1.3编辑

长按部件要素，要素上方可弹出复制、编辑、移动、删除等选项。选择编辑，跳转至属性填写界面，可选择部件所对应的分类、普查状态、拍摄对应照片等，点击确定按钮后自动填写普查时间;选择移动，可将要素从当前所在位置移动到任意位置;选择复制，则在该点位同一位置再次生成新的要素，该功能主要针对于同一位置存在多种部件的情况;选择删除，一旦要素从数据库中删除，无法恢复。

3.1.4数据采集

当现有大比例尺地形图数据中无此部件，则需连接RTK利用HLJCORS服务进行数据平面位置采集，采集完成后同样弹出属性填写界面，可进行属性选择和照片拍摄。

3.1.5数据导入导出

该系统支持shp、db、gdb、jpg等多种矢量、栅格及切片格式数据的添加，数据信息及照片保存在系统后台db数据库中，可导出后转为ArcGIS相关格式进行PC端后续处理。

3.2PC端普查数据管理系统

普查数据管理系统面向外业普查数据，以自动化或人机交互的方式，实现数据格式的转换、提取、编辑、检查等功能，提高内业数据处理效率，确保要素属性结构的正确、完整及对应照片的一致性。系统主界面由图层控制区、主体功能区、数据显示区、图片显示区及属性显示区5个模块组成。

3.2.1数据预处理

选择平板中的DB数据库及拍摄照片路径，即可创建包含部件普查要素及地名点要素的GDB数据库，同时按不同数据类型分层，属性结构根据事先配置好的xml文件自动生成。创建时可事先指定任意时间范围，系统将只导出范围内数据。系统同样支持RTK采集的原始txt/dat数据导入到GDB数据库中，单独创建为采集点层，便于后期与平板中原有要素分开处理。

3.2.2数据浏览

创建后的GDB数据加载后，可进行放大、缩小、平移、全图浏览，系统将DOM数据切片处理后加载，作为底图，可通过要素所在位置判断普查是否合理。

3.2.3数据编辑

系统包含图片格式转换及名称统一修改、要素属性单独或批量修改与赋值、要素按类分层、制定要素提取等功能，要素的ID、名称、主管部门、权属部门、养护部门、状态、对应照片名称等属性可根据收集资料录入。

3.2.4数据检查

包括数据ID唯一性检查、分类编码与分类名称一致性检查、单位编码和单位名称一致性检查、要素分类正确性检查、照片缺失检查等。通过检查记录可逐一快速修改，保证要素信息填写正确，并与其照片对应一致。

4、结束语

本文通过鹤岗市数字化城管平台服务及维护项目，研究与实践出一套具有推广价值的城市部件普查及数据库建设的技术路线。针对依靠纸图进行外业普查的传统方式进行了技术革新，选用基于平板系统进行普查，克服了纸图调查的缺点，能够实现传统方式无法完成的功能，真正实现全要素普查、智能化管理，以科学化手段提升外业普查效率。此外，桌面端后处理软件可将外业数据快速转化为内业数据，实现内外业的无缝衔接。

参考文献:

[1]张必胜.数字城市建设发展研究[D].湘潭:湖南科技大学,2015.

[2]郭岚,赵亚宁.城市部件的数字化调查方法[J].城市勘测,2008(1):61-63.

[3]吴楠,杨永崇,高佳.数字化城市部件信息管理系统的设计与实现[J].西安科技大学学报,2013,33(3):319-324.

[4]余甚洋.基于AutoCAD的城市部件普查数据处理系统研究与应用[J].测绘与空间地理信息,2016,39(1):204-207.

[5]北京市东城区城市监督管理中心,建设综合勘察研究设计院有限公司,北京数字政通科技股份有限公司,等.数字化城市管理信息系统第2部分:管理部件和事件:GB/T30428.2-2013[S].北京:中国标准化出版社,2014.

[6]吕宝庆,张俊.浅谈数字城市部件采集与数据建库[J].测绘与空间地理信息,2012,35(5):105-107.

刘涛,张博涵,贾雪.鹤岗市城市部件普查技术方法研究与实践[J].测绘与空间地理信息,2020(S1):64-67+72.