楊翔

摘? 要：優(yōu)化城市空間布局，全面提升城市品質(zhì)和綜合服務功能，以新的發(fā)展理念推動城市跨越式的發(fā)展，建設美好城市，科學規(guī)劃要先行。然而，城市測繪是科學規(guī)劃的重要基礎，隨著新型基礎測繪體系及地理信息公共服務體系逐漸地完善，城市數(shù)字化建設正快速轉(zhuǎn)向智慧化建設。在現(xiàn)代城市測繪中地理信息系統(tǒng)已成為城市測繪主要應用技術(shù)，利用地理信息系統(tǒng)的多種技術(shù)優(yōu)勢可為城市建設管理提供更可靠的數(shù)據(jù)和技術(shù)服務。該文從地理信息系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢出發(fā)，旨在進一步分析城市測繪中如何發(fā)揮地理信息系統(tǒng)技術(shù)應用的更大優(yōu)勢，加快提升城市測繪技術(shù)水平，更加科學統(tǒng)籌規(guī)劃城市建設，著力構(gòu)建城市新的發(fā)展格局。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；城市測繪；城市數(shù)字化；科學規(guī)劃；應用

中圖分類號：P208? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2024）10-0181-04

Abstract： To optimize urban spatial layout， comprehensively improve urban quality and comprehensive service functions， promote leapfrog development of cities with new development concepts， and build a beautiful city， scientific planning must take the lead. However， urban surveying and mapping is an important foundation for scientific planning. With the gradual improvement of new basic surveying and mapping systems and geographic information public service systems， urban digital construction is rapidly shifting towards intelligent construction. In modern urban surveying and mapping， geographic information system （GIS） has become the main application technology. Utilizing the various technological advantages of geographic information systems can provide more reliable data and technical services for urban construction management. Starting from the technological advantages of geographic information systems， this paper aims to further analyze how to leverage the greater advantages of geographic information system technology application in urban surveying and mapping， accelerate the improvement of urban surveying and mapping technology level， scientifically plan urban construction， and focus on building a new development pattern for the city.

Keywords： geographic information system; urban surveying and mapping; urban digitalization; scientific planning; application

隨著“十四五”發(fā)展規(guī)劃落地實施，新型城鎮(zhèn)化成為今后城市新的發(fā)展格局。城市產(chǎn)業(yè)需要優(yōu)化空間布局，城市品質(zhì)以及城市綜合服務功能要全面提升，踐行科學統(tǒng)籌規(guī)劃。面對城市今后的發(fā)展，城市測繪必然要采用新的測繪技術(shù)和方法主動適應新趨勢。地理信息系統(tǒng)作為目前發(fā)展迅速且比較成熟的一種應用測繪技術(shù)，在許多領域及行業(yè)中都得到更為廣泛的應用。將地理信息系統(tǒng)應用到城市測繪中，必將使城市測繪跨上新臺階，特別是在計算機硬軟件技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)及人工智能等新技術(shù)推動下，地理信息系統(tǒng)與不同新技術(shù)深度融合并得到跨越式的發(fā)展。網(wǎng)絡化、智能化、集成化是其技術(shù)發(fā)展具有的新特點，而技術(shù)應用具有多元化、企業(yè)化和社會化等特點。由于地理信息系統(tǒng)跨界融合的作用，地理信息系統(tǒng)得到了快速轉(zhuǎn)型升級，從過去專業(yè)技術(shù)領域服務已轉(zhuǎn)向社會化地理信息服務?，F(xiàn)如今，我國加快推動城市向高質(zhì)量發(fā)展，全面提升城市品質(zhì)和服務功能，解決城市長期存在的管理問題。地理信息系統(tǒng)在與大數(shù)據(jù)技術(shù)和遙感測繪技術(shù)的聯(lián)合作用下，將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來，在城市測繪中發(fā)揮數(shù)據(jù)測量自動化和數(shù)據(jù)分析智能化等優(yōu)勢，提高城市測繪工作效率以及獲取測繪數(shù)據(jù)的全面性和精確性，使城市管理更加科學化、精細化、數(shù)字化和智能化。因此，城市測繪中多深入分析地理信息系統(tǒng)的技術(shù)應用，對城市測繪現(xiàn)代化發(fā)展意義重大。

1? 地理信息系統(tǒng)概述及功能

地理信息系統(tǒng)，通常又稱為空間信息系統(tǒng)，英文簡稱為GIS系統(tǒng)。該系統(tǒng)以空間地理信息數(shù)據(jù)為基礎，通過計算機系統(tǒng)對空間地理數(shù)據(jù)進行采集、分析、處理、保存及顯示等，可形成一個完整的地理信息數(shù)據(jù)庫。其又可作為一種綜合性強、技術(shù)性高的應用技術(shù)，與地理學、計算機信息技術(shù)及遙感技術(shù)等多種信息技術(shù)交叉融合，成為目前一種比較先進的新型測繪技術(shù)。在城市測繪中應用地理信息系統(tǒng)，可實現(xiàn)對城市區(qū)域內(nèi)的各種空間地理信息數(shù)據(jù)進行全面采集，還可獲取大量空間地理信息數(shù)據(jù)。通過地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能，可快速完成數(shù)據(jù)處理，處理后的數(shù)據(jù)信息可分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，再經(jīng)過地理信息系統(tǒng)分析軟件分析后，形成一系列數(shù)據(jù)、圖層和可視化輸出，最后組建完整的地理信息數(shù)據(jù)模型。另外，在GPS全球定位技術(shù)及網(wǎng)絡信息技術(shù)支持下，可對城市地理空間信息數(shù)據(jù)進行分析及動態(tài)監(jiān)測，并創(chuàng)建出地理信息系統(tǒng)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為現(xiàn)代化城市規(guī)劃建設、決策和科學管理提供重要依據(jù)。當前，地理信息系統(tǒng)已被廣泛用于城市建筑測量、城市地圖測繪等領域。

2? 地理信息系統(tǒng)在城市測繪中的技術(shù)優(yōu)勢

現(xiàn)階段，不少城市都在加快改造升級，對城市發(fā)展空間布局實施合理優(yōu)化時，城市科學統(tǒng)籌規(guī)劃將面臨著重大考驗，特別是城市測繪擔負著科學統(tǒng)籌規(guī)劃的重任。因此，城市測繪應用的測繪技術(shù)十分關(guān)鍵。面對城市治理現(xiàn)代化及打造宜居城市，傳統(tǒng)測繪技術(shù)顯然很難勝任，其技術(shù)優(yōu)勢與現(xiàn)代測繪技術(shù)無法相提并論。地理信息系統(tǒng)是現(xiàn)代先進測繪技術(shù)之一。地理信息系統(tǒng)應用在當前城市測繪中，具有顯著的優(yōu)勢，有助于促進城市科學統(tǒng)籌規(guī)劃，主要優(yōu)勢集中體現(xiàn)以下3方面。①抗干擾能力強。在現(xiàn)代城市測繪中，復雜條件下的城市測繪已比較常見，如較密集的高層建筑物、復雜的地形地貌等。這些外界因素往往會對城市測量工作十分不利。應用傳統(tǒng)測繪技術(shù)受干擾性較大，很難獲取準確度高的測量數(shù)據(jù)，進而影響著城市科學合理規(guī)劃。地理信息系統(tǒng)作為近些年發(fā)展比較成熟的一種新型測繪技術(shù)，該技術(shù)主要通過衛(wèi)星監(jiān)測方式實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)采集，外界因素對其測量過程中數(shù)據(jù)采集的干擾性較小，可確保測量工作順利進行并獲取可靠度高的測量數(shù)據(jù)。②測量數(shù)據(jù)效率高。地理信息系統(tǒng)主要將依托地面信號裝置，運用遙感衛(wèi)星監(jiān)測方式進行空間地理測量，能夠?qū)崿F(xiàn)對測量目標進行動態(tài)監(jiān)測，特別是遇到一些測繪難度較大的測量區(qū)域，地理信息系統(tǒng)可同時采用多種儀器完成測量。由于地理信息系統(tǒng)是利用衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)自動記錄與觀察等，測量數(shù)據(jù)的效率比傳統(tǒng)測量要高得多。③數(shù)據(jù)采集精度高。高質(zhì)量城市建設，需要合理優(yōu)化城市空間布局，城市測繪數(shù)據(jù)高精度是必然要求，傳統(tǒng)測繪技術(shù)主要以人為操作為主，獲取的測量數(shù)據(jù)準確性和可靠性無法得到有效保證，通常會受到外界因素以及測繪技術(shù)人員專業(yè)技能水平的影響，誤差往往較多且大，易導致城市測繪成果質(zhì)量不高。地理信息系統(tǒng)可以利用信息技術(shù)、遙感測繪技術(shù)等技術(shù)優(yōu)勢，有效減少人為參與，通過高效率測量獲取精度高的城市地理空間數(shù)據(jù)，確保測量獲取的數(shù)據(jù)信息的準確性，減少測量誤差，為城市科學統(tǒng)籌規(guī)劃提供高精度的測量數(shù)據(jù)。

3? 地理信息系統(tǒng)在城市測繪中的主要應用

3.1? 數(shù)據(jù)化城市測繪

隨著新型城鎮(zhèn)化建設快速推進，為實現(xiàn)科學統(tǒng)籌規(guī)劃，獲取更精準的、內(nèi)容更為豐富的測繪地理信息數(shù)據(jù)是重要基礎。應用傳統(tǒng)測繪技術(shù)進行城市測繪，很顯然難以確保測量中各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的準確性，同時數(shù)據(jù)在分析處理過程中誤差較易出現(xiàn)，無法達到現(xiàn)代城市測繪技術(shù)的高要求。地理信息系統(tǒng)可利用多種技術(shù)的優(yōu)勢，有效降低獲取測量數(shù)據(jù)的誤差，得到準確度高的測量數(shù)據(jù)。特別是現(xiàn)代城市管理需要城市空間位置的多種數(shù)據(jù)服務，地理信息系統(tǒng)可為城市地理空間數(shù)據(jù)處理和利用提供技術(shù)支持，使數(shù)據(jù)表達更為直觀、精確，方便公眾對地理信息的獲取。尤其現(xiàn)階段是全面大數(shù)據(jù)時代，地理信息系統(tǒng)可借助空間信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算等新技術(shù)，突破數(shù)據(jù)時空限制，在城市測繪中可高效而精準獲取有價值的時間信息和位置信息。在云計算技術(shù)的幫助下，可深入挖掘各種測繪數(shù)據(jù)的內(nèi)部屬性及關(guān)聯(lián)性，并促進數(shù)據(jù)模擬得以實現(xiàn)以及數(shù)據(jù)集成后形成有效共享，還能通過3D展示，獲得立體、直觀的測繪數(shù)據(jù)成果。由此可見，地理信息系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)化城市測繪，技術(shù)人員將數(shù)據(jù)處理與地圖繪制進行有效結(jié)合，可以更好體現(xiàn)出城市測繪在城市發(fā)展中的價值所在。

3.2? 采集數(shù)據(jù)精度高

積極推動城市高質(zhì)量發(fā)展，全面提升城市品質(zhì)以及綜合服務功能，是現(xiàn)代化城市未來發(fā)展大趨勢。當前，不少城市的新城區(qū)建設以及老城區(qū)改造升級，都在優(yōu)化產(chǎn)業(yè)空間布局，促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。這對城市科學統(tǒng)籌規(guī)劃建設提出更高要求，能否實現(xiàn)科學統(tǒng)籌規(guī)劃關(guān)鍵在于城市測繪。由于現(xiàn)代城市發(fā)展規(guī)模、協(xié)調(diào)城市空間產(chǎn)業(yè)合理布局、城市空間資源的有效配置，以及城市土地資源的合理利用等都與城市測繪成果有很重要的關(guān)聯(lián)。因此，在城市測繪中獲取測量數(shù)據(jù)精度越高越好，必須要采用先進測繪技術(shù)確保測量數(shù)據(jù)的準確性，地理信息系統(tǒng)是不二選擇。其能夠減少外界干擾對城市復雜環(huán)境下的道路信息、建筑物及城市景觀等不同地理空間數(shù)據(jù)進行采集。首先，通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)在城市測繪中獲取對應物位置的準確坐標，將坐標輸入地理信息系統(tǒng)進行處理，進而通過遙感技術(shù)進行測量數(shù)據(jù)的采集，主要是將測繪平臺的多個傳感裝置，如攝像機、數(shù)字掃描儀、激光雷達等，與航空器、衛(wèi)星搭建的數(shù)據(jù)處理平臺相結(jié)合，對測繪區(qū)域航空拍攝以及圖片中數(shù)字進行識別。最后，通過二維或三維方式獲取測量數(shù)據(jù)，并把所獲取數(shù)據(jù)拷貝到對應的軟件系統(tǒng)中，經(jīng)過處理后可得到高精度的城市測量數(shù)據(jù)。

3.3? 測繪數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與管理

現(xiàn)代城市發(fā)展、城市規(guī)劃建設與管理都需要全面掌握城市各種地理空間數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)必須要通過城市測繪獲取，對獲取的數(shù)據(jù)還要根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同進行有效處理，以保證測繪數(shù)據(jù)的準確性和完整性。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理可通過計算機軟件，將獲取的測繪數(shù)據(jù)輸入到相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件，對空間數(shù)據(jù)的空間關(guān)系進行快速分析。若測繪數(shù)據(jù)為實體，數(shù)據(jù)間存有包含關(guān)系，數(shù)據(jù)格式需要轉(zhuǎn)換。將數(shù)據(jù)格式都轉(zhuǎn)換成地理信息系統(tǒng)可識別的數(shù)據(jù)，使多源數(shù)據(jù)之間具有兼容性。在實際城市測繪中，通常測繪目的不同所獲取的測繪數(shù)據(jù)屬性具有差異。因此，分析數(shù)據(jù)前，先要對城市測繪獲取的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，并建立差異性數(shù)學分析模型，并要保證模型適應性，確保數(shù)據(jù)入庫前內(nèi)容的完整性和邏輯的一致性。

3.4? 城市測繪地理空間數(shù)據(jù)的量算

隨著城市綜合服務功能的提升，城市測繪很可能會遇到在復雜條件下的測繪需求，通過測繪獲取空間地理數(shù)據(jù)，需要對這些數(shù)據(jù)的幾何量算、距離量算，以及質(zhì)心量算等進行處理。地理信息系統(tǒng)能夠高效完成測繪所得數(shù)據(jù)空間量算。①幾何量算。地理信息系統(tǒng)可通過GPS全球定位系統(tǒng)，在城市測繪中對地理空間目標點位坐標數(shù)據(jù)進行準確定位，利用系統(tǒng)自動化軟件處理功能高效完成各項幾何量算。②距離量算。在城市測繪中距離量算要綜合考慮城市區(qū)域內(nèi)路況、交通，以及量算距離和阻力等因素。地理信息系統(tǒng)可利用軟件分析功能快速完成相關(guān)的量算，如格柵分析、矢量分析等。③質(zhì)心量算。地理信息系統(tǒng)可以動態(tài)跟蹤監(jiān)測城市空間地理目標，對區(qū)域半徑范圍內(nèi)人口密度以及地物變化等動態(tài)信息完成測量，可將復雜測繪目標簡化后進行分析量算。另外，對于一些外觀有變化但沒法用量化描述的物體還能實現(xiàn)外觀形狀量算。

3.5? 有助于完善城市地理信息公共服務平臺

在城市發(fā)展中，城市服務功能不完善，導致城市管理問題很多，如城市噪音、交通擁堵、城市污染等?，F(xiàn)如今，不少城市發(fā)展已開始注重城市品質(zhì)以及城市綜合服務功能的提升，積極完善城市地理信息公共服務平臺，全面而詳實地去掌握城市各種地理空間數(shù)據(jù)，進行科學統(tǒng)籌規(guī)劃，有了地理信息系統(tǒng)的參與，可利用現(xiàn)代信息技術(shù)建立一個面向政府、企業(yè)及公眾可開放式的地理信息服務平臺。平臺建設以城市基礎地理信息資源為基礎，地理空間信息框架數(shù)據(jù)作為核心，提升地理信息公共服務能力。地理信息系統(tǒng)可借助衛(wèi)星監(jiān)測，實時監(jiān)測城市各種基礎地理信息動態(tài)改變，有利于地理信息公共服務平臺及時完善和更新各類矢量數(shù)據(jù)、影像、地名地址，以及與地理空間位置有關(guān)的地理信息數(shù)據(jù)，滿足政府、企業(yè)和公眾對地理信息需求。隨著大數(shù)據(jù)、5G、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的興起，地理信息系統(tǒng)能夠與不同新技術(shù)進行深度融合，可進一步對城市地理信息公共服務平臺進行完善，拓寬地理信息服務功能，有力推動地理信息公共服務平臺建設成果社會化的應用，更好滿足廣大用戶對地理信息服務的各自需求，城市品質(zhì)也能得到有效提升，進而加快城市發(fā)展進程，使城市建設規(guī)劃更具人性化、信息化和智能化新的發(fā)展格局。

3.6? 城市智能化建設水平的提升

推動城市高質(zhì)量發(fā)展，優(yōu)化城市發(fā)展空間格局，全面提升城市品質(zhì)和城市綜合服務功能。城市治理、管理及服務等模式要創(chuàng)新，智慧城市作為新時期城市治理體系和治理能力的重要標志之一，也是國內(nèi)各大城市未來發(fā)展的主要方向。地理信息系統(tǒng)應用到城市測繪中，其在城市智能化建設中發(fā)揮著4方面的作用。

3.6.1? 城市建設地理信息數(shù)據(jù)庫的高效管理

在城市建設中，城市建設規(guī)劃會涉及城市道路、城市建筑及公共設施等多方面內(nèi)容，相應的數(shù)據(jù)庫建立是必然要求，目的是對城市各種基礎地理信息數(shù)據(jù)進行有效管理。面對大量而復雜的數(shù)據(jù)，管理起來難度很大。地理信息技術(shù)具有較強的數(shù)據(jù)庫管理能力，能夠?qū)Τ鞘谢A地理信息數(shù)據(jù)實現(xiàn)有效管理，使各種復雜數(shù)據(jù)通過空間位置集成、空間數(shù)據(jù)庫保存、空間數(shù)據(jù)管理方式及多源數(shù)據(jù)無縫集成技術(shù)，解決數(shù)據(jù)庫管理難的問題，為城市建設規(guī)劃提供完整可靠的基礎地理信息數(shù)據(jù)。

3.6.2? 促進城市地理大數(shù)據(jù)可視化

利用地理信息系統(tǒng)可視化功能，在城市測繪中可應用一種直觀的圖表和圖像技術(shù)，將城市測繪獲取的數(shù)據(jù)以可視化形式顯示出來，使人們更直觀地去理解和感知人口密度、交通流量、環(huán)境污染等各種城市地理空間數(shù)據(jù)，通過城市大數(shù)據(jù)可視化將城市區(qū)域內(nèi)復雜的地理信息數(shù)據(jù)變得簡單易懂。例如，根據(jù)城市人口分布和流動情況，對城市人口進行分析，了解城市人口集中區(qū)和人口稀疏區(qū)具體分布情況，可為城市土地資源合理開發(fā)利用、城市基礎設施的建設及城市人口管理提供數(shù)據(jù)支持。同樣，每天城市的交通狀況和交通流量，在有了大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)后，這些都可以詳細掌握。例如，通過對交通數(shù)據(jù)收集進行大數(shù)據(jù)分析，能夠很直觀地觀察到城市道路車流、人流的擁堵情況等，為城市科學規(guī)劃、道路建設及公共交通運營起到重要指導作用。另外，在治理和改善城市環(huán)境污染方面也能將城市環(huán)境數(shù)據(jù)可視化直觀顯示出來。根據(jù)城市環(huán)境變化及污染情況，收集和分析城市環(huán)境有關(guān)數(shù)據(jù)，了解城市環(huán)境大氣污染、水質(zhì)狀況及城市噪音等，為生態(tài)城市、宜居城市保駕護航。

3.6.3? 完善城市建設綜合能力

隨著新型基礎測繪體系的完善，城市基礎設施建設有了新變化，將以數(shù)字化和智能化等新型基礎建設設施加快補齊城市發(fā)展短板，地理信息系統(tǒng)可通過信息技術(shù)快速、全面、精準地對城市地理空間數(shù)據(jù)采集、處理和建模，有助于城市基礎實施改造升級，完善城市綜合發(fā)展能力。

3.6.4? 跨界整合，促進城市建設智慧化發(fā)展

隨著城市信息化和智慧化程度快速提升，城市信息資源可得到整合利用，使城市信息覆蓋面更廣、服務能力更強、應用服務更便捷。地理信息系統(tǒng)可促進城市信息資源跨界整合，使不同行業(yè)及領域交叉融合通過跨界合作，實現(xiàn)資源和技術(shù)共享與整合，在移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)支持下，能夠創(chuàng)新行業(yè)發(fā)展的新模式。例如，在城市交通方面，汽車制造商與公共交通運營商進行深度合作。汽車制造商提供車輛技術(shù)和無人駕駛技術(shù)，而公共交通運營商則提供公共交通設施與運營服務，這種跨界整合使智能化、便捷化的公共交通便出現(xiàn)在人們生活中帶來出行的方便。另外，跨界整合還可促進城市產(chǎn)業(yè)的融合，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)資源共享和整合，推動城市可持續(xù)發(fā)展，尤其加快智慧城市的發(fā)展。

4? 結(jié)束語

總而言之，現(xiàn)階段新型城鎮(zhèn)化建設新的發(fā)展格局已確定。城市區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展要優(yōu)化合理布局，全面提升今后城市發(fā)展品質(zhì)及城市綜合服務功能，將城市建設成美好的宜居城市。地理信息系統(tǒng)是一種具有綜合性強、技術(shù)性高的應用新型測繪技術(shù)，在現(xiàn)代城市測繪中能發(fā)揮顯著的技術(shù)優(yōu)勢，可對城市地理空間信息實現(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)測，獲取高精度的測量數(shù)據(jù)。當前，城市發(fā)展正面臨著從數(shù)字化建設向智慧化建設轉(zhuǎn)型，城市測繪將面臨著條件更復雜、難度更大的測繪需求。目前，地理信息系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)在不斷融合。隨著新型基礎測繪體系和地理信息公共服務體系逐漸完善，對地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應用分析和研究不僅有助于推動技術(shù)的發(fā)展和應用，還能為各行業(yè)的信息化建設、空間分析和決策支持提供有力的技術(shù)支撐和科學依據(jù)。因此，地理信息系統(tǒng)技術(shù)分析和研究工作具有重要的必要性和現(xiàn)實意義。

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