地理国情普查成果在海绵城市基础底图制作的应用

刘燕娟 施波

摘要：文章以南宁市海绵城市示范区建设为例，通过分析海绵城市建设的应用需求，对地理国情普查成果数据进行信息分析与挖掘，制作海绵城市基础底图，为海绵城市建设提供参考底图。

关键字：地理国情普查 海绵城市 信息分析与挖掘 基础底图

1 引言

近年来候条件恶化日益严重，在暴雨侵袭下各大城市都遭受严重的内涝灾害，我国城市内涝领繁要原因是城镇化建设过程中，追求速度过于粗矿，城市排水防涝缺乏系统规划、标准体系不完善、防涝设施建设滞后、河湖水系披随意侵占。海绵城市是指城市能够像海绵样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水蓄水渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放” 并加以利用，海绵城市的建设是解决我国水环的问题的客观需求。解决我国城市面临的逢雨必涝、雨停即旱、水资源匮乏、径流污染与合流制污所带来的面源污染等问题，海绵城市是最可持续的城市水环境系统整体解决方案。

因此我国提出要建设海绵城市。地理国情普查是一项重大的国情国力调查，全面获取了地理国情信息，掌握了地表自然、生态、以及人类活动基本情况，其成果对于海绵城市建设有很大的助力。本文结合海绵城市建设的应用需求，通过对地理国情普查成果数据进行信息分析与挖掘，制作海绵城市基础底图，为南宁市海绵城市示范区建设提供参考底图。

2基础底图总体要求

2.1数据有效覆盖范围

数据有效覆盖南宁市海绵城市示范区。南宁市海绵城市示范区范围如图1红线所示。

2.2数学基础

南宁市海绵城市示范区平面基准采用2000国家大地坐标系，高程基准采用1985国家高程基准，投影方式采用高斯-克吕格投影，采用3°分带，中央子午线为108°。

2.3  数据内容

基础底图数据内容为示范区的地表覆盖矢量数据，包括绿地、水域、裸露地、道路、房屋、硬化地表6类数据，按面状要素采集，要素属性包含类别、面积、位置等信息。基础底图数据需要精确统计分析城市下垫面情况，满足海绵城市系统生态模拟需求，为践行“源头减排、过程控制、系统治理”的技术路线，因地制宜、灰绿结合，采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等管控方法综合施策，实现海绵城市建设的综合目标提供数据支撑。

2.4 数据采集精度要求

2.4.1平面精度

数据采集精度，即采集的地物界线和位置与影像上地物的边界和位置的对应程度。影像上分界明显的地表覆盖分类界线的采集精度应控制在5个像素以内。特殊情况，如高层建筑遮挡、阴影等，采集精度原则上控制在10像素以内。如果采用影像分辨率差于1米，原则上对应的采集精度控制在实地5米，特殊情况控制在10米以内。

2.4.2分类精度

对于地表覆盖分类数据，应采用包括外业调绘核查、交叉复核等多种措施，并加强过程质量控制，确保地表覆盖正确率。

3地理国情普查数据成果资料分析

广西第一次全国地理地理国情普查于2013年至2015年完成，采集对象为全区范围内地表自然和人文地理要素。自然地理要素包括植被覆盖、水域、荒漠与裸露地等。人文地理要素包括与人类活动密切相关的交通网络、居民地与设施、地理单元等。广西第一次全国地理国情普查成果数据作为南宁市海绵城市示范区建设基础底图主要参考资料。

3.1地理国情普查DOM

地理国情普查形成的高分辨率遥感影像资料、标准时点核准正射影像和2016-2017年监测或第三次全国土地调查等其他工作中形成的高分辨率正射影像是本次基础底图制作主要参考资料，用于叠加分析。

3.2 地理国情普查地表覆盖分类数据

广西第一次全国地理国情普查数据覆盖南宁海绵城市示范区范围，现势性为2015年6月，数学基础为2000国家大地坐标系、6度分带。数据包含分为耕地、园地、林地、草地、房屋建筑区、道路、构筑物、人工堆掘地、荒漠与裸露地表、水域等10个一级类，45个二级类、84个三级类，该数据主要用于示范区基础参考底图绿地、水域、裸露地、道路、房屋、硬化地表的提取。

4基础底图制作技术流程

利用地理国情普查地表覆盖分类数据进行信息分析与挖掘，提取南宁海绵城市示范区所需绿地、水域、裸露地、道路、房屋、硬化地表6类覆盖数据，叠加现势性、空间分辨率符合海绵城市示范区要求的数字正摄影像图更新采集，生成基础底图数据，技术流程如图2所示。

4.1 数据预处理

对地理国情普查地表覆盖分类数据的数据格式、坐标系统、高程基准、投影带等进行转换，使数据符合基础底图的要求。

4.2 信息分析与挖掘

对预处理后的地表覆盖分类数据进行信息分析与挖掘，按地表覆盖分类码提取绿地、水域、裸露地、道路、房屋、硬化地表6类数据。

4.3DOM叠加分析

以DOM影像为背景叠加提取的绿地、水域、裸露地、道路、房屋、硬化地表6類覆盖数据数据进行更新采集，要素采集的作业方法参照航空摄影测量法数据采集要求执行。从影像上能准确判绘的绿地、水域、裸露地、道路、房屋、硬化地表等要素，几何位置依据DOM影像采集，房屋建筑须进行投影差改正。

4.4外业调绘核查

将更新后的6类覆盖数据进行外业调绘核查，检查平面精度、分类精度是否符合要求。外业应对示范区内要素进行调绘核查，对发现变化的地物（包括内判预采集地物、标注地物）做针对性调绘;对不易定位的地物（如被遮挡地物等）补调;可以平板电脑或PDA为载体，利用GPS进行实时精确定位，通过GPRS实现内外业数据衔接，利用软件系统加载影像、矢量地图数据，实现外业调绘快速更新。

4.4数据编辑整理

针对外业核查的问题进行编辑整理，使覆盖数据复核精度要求。基于外业调绘成果，结合DOM成果，进行矢量采集。基本技术要求如下：要素位置按照地物的真实位置采集。对采集的数据进行编辑与整理，重点内容如下所示：针对定位错误、拓扑关系、图层及属性错误情况等，进行自动处理和交互式处理;消除要素的图形遗漏;消除要素间相互矛盾、线条不平滑等不合理现象;处理好要素间的相互关系，合理处理与未变化要素关系。

4.5质量控制

基础底图质量控制采用软件检查和人工检查交互的方法，先采用质检软件对数据成果进行规则检查，质检结果导出后，进行人工排查及修改。反复上述过程直至成果质量符合要求。

5结束语

传统城市开发建设模式，破坏了水的循环路径，使水文特征发生变化，对城市水生态、水环境、水资源等造成巨大影响，放大了灾害风险。通过海绵城市的建设，在维系山水林天湖草生态格局的基础上，强化雨水径流管控，最大限度维持城市开发前后水文特征不变，修复生态、保护水环境、涵养水资源、提高城市防灾能力。

金山银山不如绿水青山，随着生态文明建设工作的推进，地理国情普查成果在宏观决策、减灾防灾、生态文明建设等领域的应用会日益增多。

参考文献

[1]第一次地理国情普查成果应用的思考与建议[J]. 廖敏，文婷玉.  测绘地理信息. 2016（05）

[2]海绵城市建设中“海绵体”的开发[J]. 韩煦，赵亚乾.  地球科学与环境学报. 2016（05）

[3]海绵城市对城市绿地规划建设的影响探析[J]. 叶惠珠，李海荣，牛来春，赵瑜，潘汝.  中国园艺文摘. 2016（08）

[4]地理国情普查成果在海绵城市建设中的应用可行性分析[J]. 张宁丽，关路鹏，朱陈明，闫生龙，吕金声.  测绘技术装备. 2016（02）