浙江省第一测绘院 浙江杭州 310000
摘要：随着互联网、云计算、物联网技术的不断发展，以及管理方式的不断更新，新一轮的技术革命已经到来。与此同时，中国的城镇化也在不断推进，城市基础设施建设规划更加合理、成本更高，城市数字化建设也在不断推进。数字城市建设中，地理信息数据显得至关重要，地理信息数据是数字建设的根基，小的方面，建设的住房，保障的是居民的日常居住以及方面。大的方便，建设的是国家，体现了一个国家的创造力和影响力。本文主要研究数字城市地理信息的数据采集和处理方法。
关键词：数字城市；数字线划图；三维数据；数据处理；数据库设计
本文研究了地理信息对于数据处理的重要性、以及数字城市建设的文化背景、地理信息的技术发展、如何从多个方面收集采集数据、如何高效率的完成缓存等一系列的方法（包括DLG和DOM）。地理信息方面的数据在城市建设数字化进程中，发挥了十分重要作用。其主要是依据客户端的不同，分为政务版框架数据、基础地理信息数据和公众版的框架数据，其中有些是从基础的地理信息数据中通过加工和提炼才能得出的，并且有些数据还通过相关政府人员的保密化处理才可以推广和使用。由此而知，基础地理信息数据对于整个城市的数字化进程，都有着影响和促进的基础性作用，通过对数据提供支撑，促进现多元化、多分辨率和多比例的特征，并成为整个城市数字化建设的核心。所以，对于准确和快速的处理基础数据是推进数字城市建设的重要环节。
一、研究背景与意义
1.1社会和经济发展迅速，我国进一步发展了城市化建设，基础产业布局规划、城市规划与建设和区域经济发展规划等，由此，对数字化城市建设的需求迫切也是为了更好地适应社会的发展，提高人民的生活品质。数字城市的建设非常重要，国家建设得到迅速的发展，和稳健提升建筑行业的能力，根据不同的用户，可以分为基础地理信息数据，电子政务和公共框架版本的数据帧，两个处理后提取的基本地理信息数据处理，由相关政府部门和两种类型的数据也是学习和使用保密处理，因此，如何准确、快速地处理基础数据是推进数字城市建设的重要环节，也是我们必须面对的问题。
目前，我国社会信息化水平已逐步提高。在这个过程中，地理信息数据变得越来越重要。社会信息化技术不断的提升，对地理信息数据的重要性认识也在不断地增加，城市各个管理部门也在借助信息处理系统加强数据采集的可靠性。数字城市建设是城市信息化水平提升的重要方面，该技术的使用可以将新阶段城市建设中信息传递不通畅和专业数据缺乏的情况进行全面的整合，在不同的领域间实现资源共享，形成一种新型的更新和服务模式，成为各个地区信息化建设的基础，提升城市建设的科学化和规范化。数字化城市的建设是我国城市测绘的重要进步，可以将我国现阶段的城市规划和建设工作进行更加精确的分析，将测绘的重要性全面地提升起来，增加城市规划的科学性。
1.2国内发展现状
（1）中国数字城市建设正式启动于2006年，主要分为前期阶段、试点阶段和推广阶段。以地理坐标作为定位点在地表上进行勘测，提高城市管理水平，和地理空间数据、地理信息数据的收集。随着电子技术和通信网络的发展，测绘技术变得越来越复杂，导航和卫星地面观测技术也变得越来越熟悉。跨专业领域的跨学科互动、多数据源共享服务平台的建立以及空间数据的相关处理，形成了跨学科、多学科、多技术的信息处理的发展和标准化。
（2）在国内基础数据外业采集应用较多的是GPS-RTK和全站仪技术。与全站仪测量相比RTK制量范围广，具有高时效、高精度、操作简单等优势，但是受信号因素影响较大，比较适合在地物较少和无阻挡的邻区使用。全站仪测距短，不受信号影响，比较适合在城区使用，同时近年来倾斜摄影测量技术、低空无人机摄影技术、车载移动测量技术，二维激光扫描测量技术的发展，均将成为近期数据采集规模化、产业化应用的研究热点。
（3）目前，三维数字城市水平测量数据主要可以通过 DLG数据在3DMAX建模中获取，也可以从机载激光雷达系统的激光扫描系统中提取，通过相关建模软件快速获取。一般来说，移动测量车技术可以有效减少手工建模和处理的时间，提高操作的效率。我国的LDAR技术落后于国外，它仍处于发展阶段。就现阶段来说，复杂的建筑仍然需要传统的一维建模方法，使用简单集合建模仍然非常有效。
1.3研究内容
本文的研究内容包括基础地理信息数据的收集、处理和分析，基础数据库的构建、政府框架数据库的构建和公共框架数据库的构建。
由于数字城市建设与用户建设不同，地理信息数据可分为基本地理信息数据、政府框架数据和公共框架数据三大类。基本地理信息数据作为数据空间位置和空间分析的基本单元，是数字城市建设的核心。政府版本的框架数据通过对基本地理信息数据的解密获得，而公共版本的框架数据根据政府版本的框架数据进行两次解密。
数字城市有三个基本部分：第一部分是信息基础设施，即高速网络支持的计算机服务系统和网络交换系统。第二部分是数字城市的基础，是由多种基本的地理信息在数字城市的建设。基础地理信息数据是“数字城市”建设的主要内容框架，是数字城市三维建模的基础上。第三部分是数字城市的用户管理、城市空间信息基础设施，和数字城市的功能整合城市空间信息基础设施，包括城市规划、建设、土地资源、市政公用事业、环境保护、电信、火灾、地震灾害预测等。
二、基础地理信息的现状
在数字城市建设中充分利用已有数据，可以大大节约成本缩短工期。基本数据是城市发展现状的真实反映，只能进行维护和处理。在此基础上，充分发挥城市基本地理信息的作用，为城市发展规划提供更好的配套服务。但是，由于数字城市采集的数据是多维的、多样化的和动态的，需要从数据格式、数据测绘基准、数据现状等方面，结合数字城市的相关标准和要求，进行基础地理数据的整合。
2.1统一的数据格式。相关部门根据测量和数据收集，基于不同平台和业务应用的需求不同，具有不同的数据格式。另外不同的部门采用的数据收集技术也不同，该技术的方法使用数据均不一致，数据交换和信息共享带来了不同的困难，只有充分利用这些数据，才能达到数据的共享，也可以使用相关软件进行数据处理，审批各类数据输入，推进数字城市建设，建立统一数据格式和通用数据格式等。
2.3 数据内容
数字城市基础地理信息数据包括八大类要素：测量控制点、水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、植被与土质及其名称等注记信息。
2.4 数据质量
数据采集的手段、技术方法、成图时间不同，数据标准不一，造成了数据的不一致性，数据质量层次不齐。主要表现在数据要素定性不明确，数据中存在不确定归属的地物；存在数据无属性或数据的属性是以注记的形式存储而不是在属性字段中的情况；部分地物类存在属性缺失的情况，例如公路、铁路、河流编码等重要属性内容；因数据未建库或建库标准不一，存在的地物未构面的情况，例如，道路、居民地、水系、植被等；数据连通性差，特别是道路和水系没有成网，道路、河流遇桥、涵洞、闸和坝等为断开的状态；数据中碎片冗余的数据比较多，例如，通过不同软件数据转换，小路碎化为一段一段，陡坎碎化出一条条的小齿线等；要素拓扑错误多，存在相交、重叠等等基础图形错误。
三、数据库建设
数据库可按层次划分为9类，包括区位基础设施、居住用地和设施、水系统、交通系统、边界、行政区域、辅助管道、植被、地形等。
3.1定位。该数据库主要用于测量存储控制点中的数据，定位信息的主要功能包括平面控制点、天文点和卫星点。收集地理信息数据，地理信息数据的采集方法主要包括DLG数据采集、三维数据采集、地址和地名数据采集等，为数字城镇化建设提供数据资源，是数字城市建设的血液。目前，数字摄影测量与野外采集工作的结合在外业数据采集的方法中得到了广泛的应用。完成外部数据采集后，用专业软件完成DLG数据的编辑和处理。采集数据的具体要求如下：
1.不明确表明测试点控制的图根测量点，将超过四点的位置用坐标映射法表示；
2.确保建筑表面是一个封闭的数据收集范围，并将其内的所有点全部绘制在轮廓线的范围内；
3.采用直接标记居民砖和混凝土结构等建筑进行标志：
4.对于街道的安排需要注意到主干街道表示为街道的主干道，次要的街道按照城市的次干道表示，绘制结构图时需要将后线宽度的输出线定为0.35 mm。
3.2三维数据采集
（1）基于DLG的三维数据采集与处理为基本框架。对建筑物的高度进行测量和拍照处理。3D模型制作的主要步骤如下：首先，对DLG数据进行导入，需要一个高层模型来构建一基础。其次，在所有纹理正确后，对照片进行小标准调整和色调处理，最后在3DAL进行处理。其三维模型构建的基本过程如图所示。
3.3地名、地址数据采集
地理名称和地址数据主要包括行政区域的名称、街道和小巷名称、社区名称、建筑地址、地标和景点名称。行政区域的名称包括四个层次：城市、地区、街道和社区，街道名称或社区名称，街道和小巷的名字被分为街道和小巷的名字。社区包括住宅区和居住区。标志包括有意义的纪念地、单位、交通枢纽、交通设施和庭院。兴趣点则包括各种物质准备、贸易、零售、信息、餐饮、金融、房地产、教育、健康以及文化机构。在名称、地址、地形数据采集的基础上，政府有关部门安排行政边界和地名，制图工作的基础完成后，以地图为基础加以实地调查、鉴定、图像研究，制作实地调查数据，完成房地产调查的过程。
3.4水系
水系统主要以平面元素表示，点是禁止的。平面要素可分为地表排水、排水标准和双曲线建筑排水名称，需要与双重排水标准和名称相结合。对于单线供水系统，应消除单线和双线供水系统之间的悬挂柱。此外，单一或两线供水系统的方向应该是一致的。
3.5交通
城市交通问题进行概述，可以将当前的现状要素分为面状要素和点状要素。双线的道路名称可以作为依据进行建面，没有道路名称的建筑物的表面可以通过道路的属性进行代码表识。
3.6 道路数据整理
道路数据贯穿全图，首先整理道路数据，按照双线道路、单线道路、道路附属的顺序进行加工整理。
双线道路，根据数据标准明确必须双线表示的道路，已经双线表示的道路也有漏一边或碎化的情况，对此进行查漏补缺，保证边线完整，通常根据道路旁地物进行补充，例如房屋边线、花圃边线等。原则是保证单独显示道路一层数据时数据要连通。双线道路的交叉口是加工整理的重点，通常交叉的双线道路属性不完全相同，原则上道路交叉口处构面和其连接的较高等级道路一致，道路交叉处不在同一个平面，要求正射投影在上的道路边线在交叉处相连。双线道路边线处理完成后，根据标准生成道路中心线，要求中心线的要素编码与边线一致。单线道路重点是拓扑错误检查，检查与双线道路中心线的连通性，检查并消除悬挂点，检查并批量消除伪节点，检查单线道路中是否存在0长度或极短的线段。其中的重点是桥梁的处理，保证路网连通性，道路遇桥梁不断开。
3.7研究分析地理信息数据采集技术与方法。
基本地理信息数据源包含同一单元的和多单元，这可能导致该单元提交的数据有不同的规格、模式和其他差异。因此，面对不同结构的基础数据，我们需要一个统一的标准规范来指导我们在建立数据库的过程中进行数据收集。地理信息数据处理模型和数据分析方法，在质量检验和预存处理过程中。数据被分为数据库，在建立数据库的整个过程中，要以统一的标准值作为指导，包括坐标系统、数据格式转换、数据命名的标准化操作。地理信息数据入库及数字城市平台建设，为了保持数据等于数据库和维护，政府版地理框架数据，公众版地理框架数据和数据库建设方法中，建立一组（s组）成熟的管理和存储数据库系统，从而能够有效地保证数据的安全。
3.8技术路线
数字城市地理信息数据由基础地理信息数据、公共理论框架数据和公共地理框架数据组成。其中，以基础信息数据为核心，经过编辑整理，把DLG数据，DON数据、DEM数据二维模制数据和地名地址，通过质量检查符合规范的数据录入到基础数据库中，公共服务体系为了具体地实现城市框架应用服务功能，地图与数据提供属于传统高线的地理信息服务模式，公共服务体系数据包括公共地理框架数并通过对基础地理信息数据脱密提取出来的。
四、结束语
总之，地理信息数据在数字城市地理空间建设中的重要性十分显著。随着信息技术的不断进步，相信基础地理信息数据的处理方法将更加准确和有效，为数字城市的发展提供更加坚实的数据支持。为进一步推动数字城市的建设问题，一是走进基层切实满足群众的生活需求，二是发展科技，更好更全面的收集地理信息。三是将各部门管理的信息数据进行共享，开发相应应用系统，切实落实地理信息的收集管理任务打好数字城市地理建设的基础。
中国在数字城市建设方面的潜力是巨大的，数字城市建设发展的动力，来源于一种以科技为核心的推动力的城市发展战略，为城市未来的发展有着很大的推动力。实现可持续发展并解决城市面临的难题。中国数字城市建设中将地理信息作为重点，并具有重要的意义。在掌握各种地理信息的基础上解决全国的数字城市建设问题，方便人民的生活，是社会发展过程中的一大进步，并促进经济和社会的发展，加强城市化管理。
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论文作者:吴益军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/7
标签：数据论文; 地理信息论文; 城市论文; 数字论文; 道路论文; 基础论文; 城市建设论文; 《防护工程》2018年第21期论文;