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创新推进新型基础测绘 服务上海城市精细化管理

2018-03-08 来源:中国测绘宣传中心

顾建祥 万从容 左志

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科研人员探讨建立上海市空间地理信息云平台。

2015年6月,国务院批复同意的《全国基础测绘中长期规划纲要(2015-2030年)》,明确提出“加快发展基础测绘,形成新型基础测绘体系”的要求。2016年8月,国家发展改革委、国家测绘地理信息局联合印发的《测绘地理信息事业“十三五”规划》,将推进新型基础测绘建设作为“十三五”期间国家测绘地理信息事业发展的5大重点任务之一。上海市测绘院积极推进新型基础测绘体系建设,服务城市精细化管理。

“十二五”期间,以大比例尺数字基础地形建库为代表的上海市基础测绘体系采用较为先进的、面向对象的空间信息存储方式和直接面向数据库更新的方式,形成了管理集中、标准一致、信息丰富等上海特色。实现了全市陆域范围厘米级精度导航定位的全覆盖、高精度空间地理数据覆盖中心城区、1∶2000地理数据覆盖全市,并率先实现了年度更新和级联更新,实现了基础地理信息网络化平台化分发服务,在政府管理决策、智慧城市建设、城市运维安全等方面发挥了积极作用。但是,对照中央对上海“四个新作为”的要求,以排头兵和先行者的高标准、严要求,加快向卓越的全球城市,令人向往的创新之城、人文之城、生态之城迈进,以及智慧城市建设、政务数据资源共享、城市精细化管理和治理对新型空间地理信息资源的需求,还有不少差距。上海迫切需要改进基础测绘生产模式,创新产品和服务方式,积极推进新型基础测绘体系建设。

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海陆一体化的CORS站网基准。

上海市新型基础测绘体系建设总体架构

建立新型多维、海陆一体化的时空测绘基准。上海院适应城市管理精准定位服务需求,进一步构建多系统兼容,覆盖全市陆海一体的新一代高精度、三维、动态、多功能测绘基准体系,实施覆盖全市陆海一体的高精度重力测量,精化上海市大地水准面,综合利用上海连续运行卫星导航定位服务系统和高精度似大地水准面精化成果构建高程控制网,形成较完善的现代测绘基准数据获取、处理与服务平台,提供基于北斗系统的实时米级/分米级的差分导航定位大众化服务和实时厘米级、事后毫米级的专业级精准定位服务体系。

引入基础测绘新型的采集、更新和建库技术。上海院针对传统基础测绘数据所涉及的地形、管线、影像、地图、三维模型等数据,充分采用新型测绘传感器建立新型高效的采集模式,做好与传统测绘技术的衔接。基础测绘数据的采集以地理实体为基本单元,实现从宏观到微观、从地上到地下、从室外到室内、从表现到内涵、从自然到社会的全面拓展,实现全息地理要素覆盖;基础地理信息要素年度更新,重要要素实现动态更新。基本实现高精度、全覆盖、多维度基础地理信息资源采集、更新和建库一体化的数据资源体系建设。

引入基础测绘新型的数据处理与挖掘技术。上海院围绕新型基础测绘数据的特点,逐步达到基础测绘数据全空间、全信息、全建模的目标,实现数据通用与定制模型的统一。实现部分公共基础测绘数据处理的云端化,建立上海空间地理信息云平台,结合上海科创中心的数据处理能力,充分利用云计算、物联网、移动互联等技术手段实现数据的处理和挖掘利用,确保上海市地理信息公共服务平台的服务能力与水平得到全面提升。

完善基础测绘的产品与分发。上海院针对上海超大型城市的特点,完善上海基础测绘产品的内容和类型,以新型空间地理库为基础拓展传统的4D测绘产品,改变产品以地形图要素的描述为地理实体的要素描述。突破产品比例尺的限制,建立按应用需求、要素分类、服务对象为标准的测绘产品多精度标准。在标准基础测绘产品的基础上,实现测绘产品的定制,进一步完善地理信息成果网络化分发服务和共享系统。

加强新型基础测绘相关标准、规范和政策的引领。上海院积极引导和推动新型基础测绘在基准、采集、更新、建库、处理、服务等方面的标准规范的研究建设工作,兼顾与国家相关标准的衔接,同时积极对接好国际相关标准,形成上海新型基础测绘试点工作对全国具有推广价值的标准和规范建设指导意见。

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利用物联网技术开展井盖及地下管线实时监测。

上海市新型基础测绘体系建设工作进展

开展“两图融合”工作试点,推动基础测绘组织模式与工作周期创新。上海“规土合一”后,地形图、地籍图都归属上海市规划和国土资源管理局管理。目前,上海的地形图和地籍图在地形数据(主要是建筑物等要素)仍然在现势性、数学精度等方面存在差异。从管理等方面出发迫切需要对地形图、地籍图进行“两图融合”。上海院将以“两图融合”工作,推动基础测绘更新从周期更新向项目驱动更新、融合更新转变。

通过“两图融合”工作试点,对建筑物要素采取项目驱动更新的模式。上海院针对建设工程规划竣工验收测量项目,要求建筑物等地籍相关要素不分比例尺按统一精度采集,其成果同时满足地形图、地籍图的需要。通过建筑物要素实时更新模式,推动上海地形图与地籍图两图融合。充分利用农村地籍更新调查成果,更新基础地理库中与权属相关的要素,统一建筑物等要素的精度。 

通过“两图融合”工作试点,对交通水系植被要素采取周期更新的模式。上海院每年上、下半年分别利用航空、卫星影像等数据,通过内业比对确定更新区域,对交通、水系、植被等要素进行周期更新。充分利用航空、卫星影像制作而成的数字地表模型(DSM)进行自动变化检测,初步确定变化范围,再进行数据比对筛选,最终确定变化范围,以进行精准的更新。 

对社会专题要素采取融合更新的模式。上海院以地理信息公共服务平台为基础,研究建立纵向联动、横向协同、社会参与的新型基础测绘管理模式。纵向上探索国家与城市基础测绘分工采集、联动更新、信息逐级推送的新机制;横向上探索部门协同,统一数据标准和技术规范。市各委办局等专业部门结合业务工作开展分工采集专题地理信息数据,通过建立交换共享机制,向测绘地理信息部门汇交与地理空间位置有关的专题要素数据,由测绘地理信息部门集成整合后再向各委办局、社会各方面提供使用的新机制。 

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无人机用于地形要素的动态更新。

开展基于地理实体的全息数据获取与处理试点,推动基础测绘采集内容与处理手段创新。上海院按照地理信息获取实时化、处理自动化的目标,围绕空间技术、信息技术、物联网等高新技术在基础测绘工作中的应用进行科技创新,开展全息空间地理大数据获取、处理方面的试点,进行基于地理实体的全息采集内容拓展探索。 

自然要素到社会要素的扩展:上海院结合城市精细化管理和城市安全管控的需要,在基础测绘中进一步考虑地下空间和城市部件位置、城市管理信息及相关属性信息的采集,逐步形成多要素、全覆盖、按需要的城市级地理要素采集和应用。 

基础要素到专题要素的定制:上海院在完善基础要素的同时,定制各部门的专业要素,实现与各专业部门的专题数据对接。新型基础测绘的采集内容将根据城市管理的需求持续调整采集要素的重点关注内容及其精度需求,在保障基础要素满足国家相关技术标准的基础上,最大可能地满足各部门随着经济社会发展对各类专题要素的需求。

平面分布到立体结构的延伸:上海院针对城市建设立体化的现象和城市内涝的突出问题,在完善数字高程模型(DEM)数据采集的基础上,重点进行城市道路高精度DEM的无人机倾斜摄影测量快速采集试验,实现城市地物要素从平面到立体的延伸,数据覆盖地上地下、室内室外。 

单点状态到变化过程的连续获取:上海院结合城市地理的特点,研究地理实体的编码技术和方法,赋予地理实体的唯一身份证标识,将单一时间点的地理信息扩展到多时态的变化信息连续获取,使城市变化的演变复原成为可能。 

开展基于地理实体的全息数据成果管理与应用试点,推动基础测绘成果形式与服务模式创新。上海院按照地理信息服务网络化、应用社会化的目标,围绕云计算、大数据、移动互联网等高新技术在基础测绘工作中的应用进行科技创新,开展全息空间地理大数据集成、整合、存储、管理、交换、挖掘、分析、服务和决策支持等方面的试点研究。进行基于地理实体的全息数据管理与服务探索。进行新型空间地理信息数据库建设,在现有的空间数据库基础上,采用更优化的空间地理数据库模型与结构,将二、三维空间数据库统一到一个技术框架体系内,支持要素内容融合扩充和提取,支持分布式调用和快速高效的时态存取和分析。进行数据成果形式的创新以及包括服务时效更高、服务领域更广、服务力度更深、服务效率更高在内的服务模式的创新。

城市管理要求的新型基础测绘标准体系和管理系统的引领和支撑。上海院通过获取、处理、建库、管理和分析等试点工作,在现有采集技术标准的基础上,进一步增加地上、地下全空间多要素数据一体化采集,探索以项目驱动结合周期更新的数据采集方式,形成基于地理实体的全息地理时空数据获取、处理、建库、管理和分析等相关技术标准,新型空间地理库建设技术标准及相关元数据标准,适用的新型基础测绘信息服务和共享标准。

2017年11月,国家测绘地理信息局发出《关于上海市新型基础测绘试点项目立项的批复》,要求结合上海市基础测绘工作实际,围绕各部门对基础测绘的应用需求,发挥自身优势和特长,开展新型基础测绘试点项目建设,为构建新型基础测绘体系积累经验,切实提升基础测绘服务保障的能力和水平。上海院将以试点工作为契机,力争到2020年,基本形成与上海建设卓越的全球城市阶段目标相适应的基础地理信息管理体制和运行机制,全面建立以基础地理信息获取立体化实时化、处理自动化智能化、服务网络化社会化为特征的信息化测绘体系,智慧上海地理空间框架进一步完善,核心服务功能进一步向实时化、移动化、智能化方向发展。基础地理信息资源持续丰富,在地理信息资源的覆盖范围、产品种类、精细程度、更新周期、社会应用等方面保持全国前列。

(作者单位:上海市测绘院)

(中国测绘2018年第1期)