法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研和空間信息支撐平臺(tái)建設(shè)技術(shù)方法研究

盧永華，方門福

(深圳市勘察研究院有限公司，廣東深圳 518026)

法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研和空間信息支撐平臺(tái)建設(shè)技術(shù)方法研究

盧永華?，方門福

(深圳市勘察研究院有限公司，廣東深圳 518026)

法定圖則是深圳城市規(guī)劃管理體系的核心構(gòu)成部分，現(xiàn)狀調(diào)研是法定圖則編制的重要基礎(chǔ)和組成部分。本文從深圳市2008、2009年度法定圖則編制的項(xiàng)目實(shí)例出發(fā)，探討了深圳市法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研和空間信息支撐平臺(tái)建設(shè)的技術(shù)方法。

法定圖則；現(xiàn)狀調(diào)研；3S

1 前 言

法定圖則作為深圳城市規(guī)劃管理體系的核心構(gòu)成部分，在推動(dòng)城市規(guī)劃編制科學(xué)化、規(guī)劃決策民主化和規(guī)劃管理法制化的進(jìn)程中發(fā)揮著極其重要的作用?！渡钲谑幸?guī)劃局近期技術(shù)業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃2006－2010》提出深圳市在2010年前實(shí)現(xiàn)法定圖則全覆蓋的目標(biāo)，進(jìn)度圖如圖1所示，同時(shí)要求總結(jié)原有法定圖則編制中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，積極探索法定圖則編制和修訂的新方法，使法定圖則成果更加貼近管理需求，為下階段法定圖則全覆蓋后的滾動(dòng)更新奠定基礎(chǔ)?；诖艘?，本文在前期開(kāi)展大批量法定圖則編制工作的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)討論利用3S技術(shù)開(kāi)展現(xiàn)狀調(diào)研和搭建空間信息支撐平臺(tái)的技術(shù)和方法。

圖1 深圳市法定圖則編制覆蓋進(jìn)度圖

2 法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研的必要性

法定圖則是由城市規(guī)劃主管部門根據(jù)城市總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃的要求編制，對(duì)分區(qū)內(nèi)各片區(qū)的土地利用性質(zhì)、開(kāi)發(fā)強(qiáng)度、配套設(shè)施、道路交通和城市設(shè)計(jì)等方面做出詳細(xì)規(guī)定。因此，法定圖則的編制必須建立在對(duì)圖則地區(qū)充分認(rèn)識(shí)和了解基礎(chǔ)之上，而現(xiàn)狀調(diào)研是準(zhǔn)確掌握?qǐng)D則地區(qū)現(xiàn)狀信息的主要途徑。通過(guò)現(xiàn)狀調(diào)查研究，揭示法定圖則范圍內(nèi)各種城市要素、現(xiàn)象和問(wèn)題的真相及其發(fā)展變化的規(guī)律，從而尋找改造城市的途徑和方法?，F(xiàn)狀調(diào)研工作是法定圖則編制的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，是編制法定圖則的重要依據(jù)。

3 法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研的對(duì)象

法定圖則調(diào)研對(duì)象主要包括:上級(jí)規(guī)劃、地籍、地物、地貌、土地利用、建構(gòu)筑物、公共配套設(shè)施、市政公用設(shè)施、地名、文物保護(hù)、環(huán)境保護(hù)、居民意愿等。毫無(wú)疑問(wèn)，這些調(diào)研對(duì)象的空間位置分布、周邊環(huán)境是其最重要的信息之一，其他信息均為附著在這些地理實(shí)體的屬性信息。如何快速有效地采集、整理、分析、研究這些調(diào)研對(duì)象的屬性及其相互關(guān)系是法定圖則調(diào)研的工作內(nèi)容。

4 現(xiàn)狀調(diào)研的工作流程和工作方法

法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研的基本工作包括資料收集整理、工作底圖制作、實(shí)地調(diào)查補(bǔ)充、法定圖則數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、數(shù)據(jù)分析研究和現(xiàn)狀調(diào)研報(bào)告編寫(xiě)，如圖2所示。傳統(tǒng)的現(xiàn)狀調(diào)研工作采用圖表分離人工的方式開(kāi)展，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度得不到保障，工作效率低下。為提高法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研的成果質(zhì)量和工作效率，并探索法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研的新技術(shù)新方法，我們以布吉水徑等13個(gè)法定圖則的現(xiàn)狀調(diào)研工作為基礎(chǔ)，研究了一整套利用3S技術(shù)開(kāi)展法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研的技術(shù)方法，其中有代表性的技術(shù)應(yīng)用包括:基于RS的遙感影像處理；基于CORS的調(diào)查對(duì)象補(bǔ)測(cè)；基于GIS的空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、空間分析和地理信息可視化。

圖2 法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研工作流程及3S技術(shù)支持

4.1 基于RS的正射影像精確配準(zhǔn)

工作底圖是開(kāi)展法定圖現(xiàn)狀調(diào)研外業(yè)調(diào)查的基本圖件，以影像為背景的工作底圖是工作底圖的一種，影像數(shù)據(jù)具有現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)、直觀性好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研。但在工作過(guò)程中經(jīng)常遇到遙感影像坐標(biāo)精度差的情況，這就需要對(duì)影像進(jìn)行精確配準(zhǔn)。在影像工作底圖制作過(guò)程中，為了保證從影像數(shù)據(jù)提取調(diào)查對(duì)象的坐標(biāo)精度，我們?cè)诙囗?xiàng)式整體糾正配準(zhǔn)的基礎(chǔ)上引用TIN分割方法進(jìn)行影像的高精度糾正與配準(zhǔn)，作業(yè)過(guò)程如下:

(1)以數(shù)字化地形圖為參照空間數(shù)據(jù)，以圖則地區(qū)合并后航空影像作為待配準(zhǔn)影像，采用多項(xiàng)式模型對(duì)衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行整體糾正；

(2)在地形圖數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)上提取均勻分布、對(duì)應(yīng)良好的特征點(diǎn)，作為高精度配準(zhǔn)控制點(diǎn)的基礎(chǔ)；

(3)利用控制點(diǎn)構(gòu)建TIN，根據(jù)TIN將航空影像分成多個(gè)三角形單元；

(4)在每個(gè)三角形單元內(nèi)進(jìn)行高精度的影像配準(zhǔn)；

(5)對(duì)三角形影像單元集合進(jìn)行拼接。

經(jīng)過(guò)精確配準(zhǔn)的影像數(shù)據(jù)一方面可以作為圖則地區(qū)重要的地理信息數(shù)據(jù)，另一方面用于制作工作底圖和三維場(chǎng)景。

4.2 基于CORS的調(diào)查對(duì)象補(bǔ)測(cè)

在現(xiàn)狀調(diào)研過(guò)程中，由于一些區(qū)域沒(méi)有現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的地形數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)，調(diào)查對(duì)象的位置很難被直接確定，這就需要測(cè)繪手段來(lái)輔助。一般來(lái)說(shuō)，待補(bǔ)測(cè)地區(qū)控制點(diǎn)分布稀少，采用傳統(tǒng)測(cè)繪方法效率低，成本較高，而采用CORS技術(shù)開(kāi)展地物的補(bǔ)測(cè)，便具有針對(duì)性強(qiáng)、效率高的特點(diǎn)。

4.3 基于GIS的空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

在以往的法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研中，圖形采取一般線劃圖格式，屬性采用電子表格方式存儲(chǔ)，二者沒(méi)有很好的結(jié)合起來(lái)，不易開(kāi)展數(shù)據(jù)更新和規(guī)劃分析工作，針對(duì)這一問(wèn)題，我們提出建立法定圖則空間數(shù)據(jù)庫(kù)的想法，并建立了基于ArcSDE和Oracle的深圳市首批法定圖則空間數(shù)據(jù)庫(kù)，用地及建筑要素示例如圖3所示。

空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立對(duì)于深圳市法定圖則編制具有重大意義，一方面，為后期的統(tǒng)計(jì)分析奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)規(guī)劃分析采用定性為主的方式轉(zhuǎn)換為定量為主的精準(zhǔn)科學(xué)方式；另一方面，由于數(shù)據(jù)庫(kù)易維護(hù)，為以后法定圖則修編數(shù)據(jù)的及時(shí)更新奠定了基礎(chǔ)。

圖3 法定圖則空間數(shù)據(jù)庫(kù)用地及建筑物要素示例

4.4 GIS空間分析應(yīng)用于土地和建筑物分析

土地利用現(xiàn)狀分析是法定圖則現(xiàn)狀分析最重要的內(nèi)容?；贕IS的空間統(tǒng)計(jì)分析可以準(zhǔn)確地掌握?qǐng)D則地區(qū)現(xiàn)狀用地的構(gòu)成及特征、建設(shè)用地現(xiàn)狀。在實(shí)施過(guò)程中，我們基于法定圖則空間數(shù)據(jù)庫(kù)編制了土地利用現(xiàn)狀分析模塊，以《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》為土地劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，直接生成現(xiàn)狀調(diào)研報(bào)告所需的各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表。建筑物的統(tǒng)計(jì)分析主要體現(xiàn)在建筑物層數(shù)、功能和質(zhì)量方面，并結(jié)合建筑物所在的土地分析容積率、建設(shè)密度和開(kāi)發(fā)強(qiáng)度等關(guān)鍵指標(biāo)，并結(jié)合各項(xiàng)指標(biāo)，制作專題圖，如圖4所示。

圖4 法定圖則地區(qū)建設(shè)密度及開(kāi)發(fā)強(qiáng)度專題圖示例

4.5 土地適用性評(píng)價(jià)

土地適用性評(píng)價(jià)借助空間分析的手段，以圖則地區(qū)的高程點(diǎn)數(shù)據(jù)、基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)、藍(lán)線、基本生態(tài)控制線、一級(jí)水源保護(hù)區(qū)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)對(duì)圖則地區(qū)用地進(jìn)行評(píng)價(jià)，劃分出一類用地、二類用地和三類用地，如圖5所示。其中高程點(diǎn)數(shù)據(jù)從地形圖上提取，在GIS應(yīng)用程序的輔助下，生成土地適用性評(píng)價(jià)直接所需的坡度圖，坡度的大小對(duì)于土地適用性評(píng)價(jià)有很重要的參考意義。

圖5 土地適宜性評(píng)價(jià)分析圖示例

4.6 地理信息可視化應(yīng)用于法定圖則

除了傳統(tǒng)的GIS應(yīng)用于平面地理信息表達(dá)外，為了更直觀地表達(dá)圖則地區(qū)的地物、地貌特征和地物分布情況，我們?yōu)槊恳粓D則地區(qū)建立了基于Skyline平臺(tái)的三維場(chǎng)景，如圖6所示。三維場(chǎng)景集成了圖則地區(qū)的DEM、航空影像、地類圖斑、矢量地物及地名數(shù)據(jù)，通過(guò)分層的方式進(jìn)行管理，在三維地理信息平臺(tái)相關(guān)應(yīng)用服務(wù)的支持下，輔助規(guī)劃編制人員對(duì)圖則地區(qū)進(jìn)行宏觀把握。

圖6 圖則地區(qū)三維場(chǎng)景示例

5 結(jié) 語(yǔ)

(1)基于3S技術(shù)開(kāi)展的法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研，充分將3S技術(shù)優(yōu)勢(shì)應(yīng)用到數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、數(shù)據(jù)分析和成果呈現(xiàn)方面，為法定圖則編制提供了現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)、精確度高、表達(dá)精美的現(xiàn)狀調(diào)研成果，同時(shí)減少了傳統(tǒng)方法的工作量，提高了法定圖則現(xiàn)狀調(diào)研的工作效率。

(2)首次設(shè)計(jì)并建立了一批法定圖則的現(xiàn)狀空間數(shù)據(jù)庫(kù)，改變了傳統(tǒng)圖表分離的模式和定性為主分析方法，使定量、定性相結(jié)合的綜合分析方法成為可能。同時(shí)為后期的圖則編制更新做好了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

(3)3S技術(shù)的充分應(yīng)用，豐富了深圳市法定圖則編制的技術(shù)體系，全面提升了深圳市城市規(guī)劃與管理水平。

[1]郭素君，徐紅.深圳法定圖則的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].規(guī)劃師，2007(06)

[2]殷成志.我國(guó)法定圖則的實(shí)踐分析與發(fā)展方向[J].城市問(wèn)題，2003(04)

[3]葉嘉安，宋小冬，鈕心毅等.地理信息與規(guī)劃支持系統(tǒng)[M].北京:科學(xué)出版社，2006

Research on Technical Method of Statutory Status Surveying and Spatial Information Supporting Platform Construction

Lu YongHua，F(xiàn)ang MengFu
(Shenzhen Investigation＆Research Institute Co.，Ltd.Shenzhen 518026，China)

The status research is important previous work for the establishment of the statutory map considering its large numbers of surveys，deep investigations and high quality requirements in results datum.This paper proposes a new application of the 3S technology to the status research of statutory map.It utilizes the powerful data acquisition，processing and analysis of spatial data，and vivid spatial expression in GIS to construct of the status database for the statutory map. The status research for the statutory map in Shenzhen in 2008，2009 shows that，this new application has made the work more efficiency，and provides the strong potential and accurate research results to the Shenzhen urban planning department for the establishment of statutory map.

Statutory Map；Status Research；3S

1672－8262(2010)05－31－04

P208

B

2010—06—21

盧永華(1978—)，男，工程師，主要從事地理信息系統(tǒng)方面的工作和研究。