上海市地理国情普查和监测工作的技术特点

钱晓敏

(上海市测绘院,上海 200063)

上海市地理国情普查和监测工作的技术特点

钱晓敏∗

(上海市测绘院,上海 200063)

结合正在开展的上海市地理国情普查和监测工作实际,重点分析了上海市地理国情普查和监测工作的几个技术特点。根据上海城市建筑物密度大、人口多、土地资源紧缺等区域特色,阐述了上海城市专题分析的内容。然后以嘉定区为例,介绍了上海市地理国情普查的试点情况,展示了嘉定区地理国情普查成果中各类人文要素和建筑物的空间分布状况及特征。结果验证了技术方案的可行性。

地理国情;技术特点;专题数据;普查试点

1 引 言

测绘信息化的发展正在进入一场变革时代,以地理国情监测为引导的测绘信息化是提高测绘服务能力和服务水平的要求。地理国情监测,就是要充分利用先进的测绘技术优势和资源优势,对地理国情进行动态的信息化测绘、统计和分析研究,及时为各级政府、企业和社会公众等提供地理国情信息服务,以提高科学决策、科学发展的水平和能力。地理国情监测属于国家基础测绘地理信息工作的重要组成部分,是基础测绘工作向测绘地理信息化的深化和外延的拓展,也是现阶段技术发展潮流下测绘工作的战略方向和趋势。

上海市地理国情普查和监测是上海市政府与国家测绘地理信息局签订的“共建上海智慧城市地理空间框架”的重要内容。上海市政府于2013年7月下发了《上海市人民政府关于本市开展第一次地理国情普查和监测的通知》,决定在2013年～2015年间开展上海市的第一次地理国情普查和监测工作。

2 上海市地理国情普查和监测的技术特点

根据上海自身的条件,在完成黄浦区和嘉定区的地理国情普查试点工作之后,上海市的地理国情普查和监测工作在具体实施的过程中呈现以下几个技术特点:

2.1 以翔实的地理信息资源为基础

长期以来,上海市逐步积累了既有地上又有地下、既有线划又有影像,既有二维又有三维、既有历史又有现状的多维、多源、多分辨率的空间地理信息资源,其中与地理国情相关性最紧密的便是数字线划图(DLG)数据和航空数字正射影像(DOM)数据。

上海的数字线划图数据分为1∶500、1∶1 000和1∶2 000三个基本比例尺。其中1∶500比例尺约为10 512幅、1∶1 000比例尺约为13 248幅、1∶2 000比例尺约5 949幅。三个基本比例尺的DLG数据库在2010年实现了统一的管理,目前更新周期严格按照“0512”进行,即1∶500比例尺范围每年更新两次,1∶1 000比例尺范围每年更新一次,1∶2 000比例尺范围每两年实现一次全面更新。上海的航空数字正射影像最早开始于1948年,覆盖范围为中心城区,随后逐步扩展到市郊,2003年实现全市域的DOM覆盖。其分辨率也逐步提高到目前的0.1 m,目前更新周期为1年。

如此翔实、现势的地理信息资源为上海市地理国情普查和监测工作的开展奠定了坚实的基础。为此,按照地理国情普查内容要求,上海市地理国情普查和监测工作确定了“先内后外”的技术路线。即:针对不同地理要素的特点,采用多种来源的信息资源辅助进行地表覆盖与地理要素分类采集、外业调查与核查及遥感影像解译样本数据采集等多种手段和方法获取信息,运用高新技术和先进设备,内外业结合,进行普查和建库,搭建地理信息普查与监测平台,开展地理国情信息统计分析,通过相关技术体系的建设,实现上海市地理国情普查与监测成果的建库、发布和应用,进而完成上海市域范围内的地理国情普查任务。

2.2 以先进的相关技术储备为依托

从国家层面来看,上海市地理国情普查和监测充分采用利用我国的资源三号、天绘系列和高分一号等遥感卫星所获取的数据;从上海层面来看,随着测绘相关技术的迅猛发展,上海研究或应用了许多与地理国情相关的先进技术,进行了充分的技术储备。主要包括上海市地理信息公共服务平台相关技术、DEM上海地区DEM的快速生产和质量控制方法、CORS与大地水准面精化以及上海平面坐标系统与国家CGCS2000坐标转换关系的建立等。这些技术储备为上海市地理国情普查和监测提供了强有力的支撑。

上海市GNSS连续运行参考站系统(SHCORS)于2005年建成,基于网络提供RTCM3.0、RTCM2.3、CMR格式的差分数据服务,平面RTK精度达3 cm,高程RTK精度可达5 cm。2012年,SHCORS系统又完成了从GPS单星到兼容GPS、GLONASS和北斗在内的多星改造,形成了在遮挡比较严重的主城区实现多星站点网络的全覆盖,同时结合上海市似大地水准面精化成果可实现全上海市域的大地高到1985国家高程基准的转换,其转换精度完全满足上海市地理国情普查和监测的精度要求。此外,国家测绘局于2007年发布了新的国家CGCS2000坐标系统,社会各行业对基于CGCS2000坐标系统的地理信息需求日益广泛,依据《国际实施方案》的要求,地理国情普查和监测的坐标框架必须为国家CGCS2000坐标系统。上海自上世纪50年代便建立了相对独立的上海平面坐标系统,并应用与上海各行各业。因此建立上海平面坐标系统与国家CGCS2000坐标系统的转换关系尤为重要。2012年,上海对大地控制网重新进行了解算,获得了各个坐标框架下的高精度三维坐标,经过理论验证,最终采用空间七参数模型建立了上海平面坐标系统与国家CGCS2000坐标系统的转换关系。可以说SHCORS系统与上海市似大地水准面精化成果的结合以及上海平面坐标系统与国家CGCS2000系统的转换关系为上海市地理国情普查和监测工作提供了全天后的高精度位置基准。

同时,结合上海市地理信息公共服务平台的建设,在二维矢量地理信息的建设上提出面向对象的生产和采集管理概念,把原来按照1∶500、1∶1 000、1∶2 000比例尺建设的基础地形库合三为一,成为真正意义上的地理数据库。地理数据库的地理要素分类标准充分结合当前社会应用的需求,增加了道路面、街坊面等多类适合目前上海城市发展研究需求的GIS要素。在影像资源上面,整理了上海市测绘院的历年来的影像资料,对2006年以前用胶片拍摄的航片进行数字化扫描以及再定位等处理,形成了多年代,多像种的影像发布体系。三维地理信息作为一种新的地理信息资源在本项目建设过程中开展了全面的研究,形成了符合上海城市特点的三维地理信息发布体系,形成白模型、标准模型、精细模型和超精细模型等针对不同应用领域的模型数据的管理。除此之外,对一些专项数据也进行了全面的整理,收录了8 000多条道路、9 000余个住宅新村、830多条公交线路、150万余条门牌号码以及医院、宾馆、超市、银行等便民信息。

另外,还有诸如《地理信息服务在不可移动文物管理的探索与应用研究》、《多尺度城市大比例尺矢量基础地理数据库及自动缩编研究与建设》、《基于DSM的土地利用变化监测研究》等科研项目的实施,为上海市地理国情普查和监测工作储备了相当量的研究成果和技术人员。

2.3 城市专题分析

上海具有建筑密度大、人口多、土地资源少等特点,尤其是随着“创新驱动、转型发展”的深入实施,对决策科学化和管理精细化提出了更高的要求。全面摸清地理市情“家底”,可以为上海市委市政府科学制定发展战略,更好地统筹城市发展与资源、环境的关系,进一步优化资源配置和空间布局提供支撑。因此,上海市普查和监测工作将紧密结合相关政府管理部门对重要地理市情信息的需求,根据上海城市地区的特色,增加了城市建筑形态、城市公共交通分布、城市防汛安全设施、社会老年服务设施、城市绿地和绿化覆盖率、古树名木分布、优秀历史文化保护、长江口沙洲形态、水运配套设施、产业区建设动态等相关内容,以全面反映城市人文要素的分布状况。部分专题数据收集情况如表1所示。

上海城市专题数据收集情况汇总 表1

例如:社会老年服务设施。上海市地理国情普查和监测将收集全市的医院、社区事务受理服务中心、社区卫生服务中心、社会文化活动中心、老年大学、福利院(养老院)、墓地等机构的情况。通过相关部门的资料采集和基础地理数据库中相关内容的提取,并在实地调查核实后,确认机构的位置、服务内容、服务规模、服务能力等信息,结合人口信息,分析区域内民生保障的覆盖度和各机构的辐射面,为各级政府完善保障服务设施提供决策基础。

各类专题数据与地理要素的融合,客观、准确地反映了上海的地理国情信息,为摸清资源、生态、环境、人口、经济、社会等要素在地理空间上相互作用、相互影响的关系,准确掌握资源环境的承载能力和发展潜力,有效估测各种风险的评估,从而实现科学决策、精细化管理,为市委市政府科学制定发展战略、更好地统筹城市发展与资源、环境的关系,进一步优化资源配置和空间布局提供支撑,同时也充分体现出上海地理国情普查和监测的特色。

3 普查试点情况

为摸清上海适用于国情普查的资料来源与基本情况,建立适合上海实施国情普查工作内容、生产方案与技术路线,培养一支熟悉地理国情普查要求的专业队伍,积累上海市国情普查的试点经验,为正式普查工作的展开作准备。2013年3月～2013年7月开展了上海市地理国情普查工作的试点。

试点选择了具有代表性中心城区黄浦区和郊区嘉定区,面积分别为20.5 km2和463.28 km2,占全市面积的7.2%。试点工作包括资料收集分析、试点方案的编写、人员的培训等。以嘉定区为例,位于上海市西北部,是上海国际汽车城所在地东与宝山、普陀2区接壤;西与江苏省昆山市毗连;南襟吴淞江,与闵行、长宁、青浦3区相望;北依浏河,与江苏省太仓市为邻区域面积463.28 km2,辖3个街道,7个镇,1个市级工业区,1个街道,135个居委会,147个村委会。

3.1 嘉定区地理国情要素

嘉定区地理国情要素如图2所示:

3.2 嘉定区建筑物形态

对城市建筑物形态的普查和监测是城市专题分析内容之一。根据高低密度多层及以上房屋、高低密度低矮房屋、多层及低矮独立房屋建筑等图斑数,详细表示上海市域内每栋房屋建筑物范围、高度、分布规律,通过每年房屋建筑物变化监测,详细反映上海旧区改造、新城镇建设发展情况,真实记录城市建设形态发展,如图2所示。

图1 嘉定区地理国情要素

图2 嘉定区建筑物形态

经过4个多月的努力,顺利完成试点要求的基础资料收集、地表覆盖与地理国情要素数据采集、普查工作底图的制作、外业调绘核查、遥感影像解译样本数据采集、内业数据编辑与整理、基本统计等内容,初步查清了试点区域内地形地貌、植被覆盖、水域、裸露地、居民地与设施、交通网络、地理单元共7大类地理要素的类别、范围、位置、空间分布等属性,达到了普查试点的预期目标。

4 总 结

上海市地理国情普查和监测,既是全国地理国情普查和监测工作的组成部分,更将对推动本市创新转型起到重要的支撑保障作用。上海市地理国情普查和监测工作充分考虑了上海自身的因素,并呈现出三大技术特点。通过选择具有代表性的黄浦区和嘉定区作为试点,验证了技术方案的可行性。高质量地完成本次地理国情普查,将为今后深入开展地理国情监测,深化地理信息共享、集成和利用奠定基础。

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Technical Characteristics of the Geographical Conditions Census and Monitoring Work in Shanghai

Qian Xiaomin
(Shanghai Municipal Institute of Surveying and Mapping,Shanghai 200063,China)

This paper,considering the actual work of geographic conditions census and monitoring in Shanghai,focus on analyzes several technical characteristics of the geographical conditions census and monitoring work in Shanghai.According to the area characteristics of Shanghai city,such as high building density,large population,land resources shortage and so on,elaborates the content of Shanghai City thematic analysis.Then takes JiaDing District as an example,introduces the pilot project situation of geographic conditions census and monitoring in Shanghai.Shows the spatial distribution conditions and characteristics of the human elements and buildings in Jiading District.Result verifys the feasibility of technical solutions.

geographic conditions;technical features;thematic data;census pilot

1672-8262(2014)06-51-04

P208.1

A

2014—05—12

钱晓敏(1968—),女,工程师,工程测量与地理信息应用研究。