董 沖
臨沂市城市建設(shè)勘察測(cè)繪院 山東 臨沂 276000
在城市規(guī)劃管理的過(guò)程中,要充分地協(xié)調(diào)好城市的空間布局,切實(shí)地提高人們的生活質(zhì)量,全面地考慮城市所擁有的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和環(huán)境建設(shè)等眾多的建設(shè)內(nèi)容,這是一項(xiàng)與城市可持續(xù)發(fā)展協(xié)調(diào)的綜合性工作。
在復(fù)興進(jìn)程中的中國(guó),城鎮(zhèn)化發(fā)展的科技水平將會(huì)進(jìn)一步提高,同時(shí),不動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)將會(huì)全面發(fā)展,整個(gè)市場(chǎng)化體系將會(huì)更加健全。也在規(guī)劃管理的過(guò)程中,出現(xiàn)了許多的創(chuàng)新問(wèn)題,從而讓城市可以實(shí)現(xiàn)更為良性的發(fā)展,從而提高居民的生活品質(zhì)。所以,在城市規(guī)劃實(shí)施的具體工作中,必須對(duì)各種問(wèn)題進(jìn)行全面的分析[1]。
在目前的城市規(guī)劃和建設(shè)進(jìn)程中,規(guī)劃測(cè)繪工作是非常重要和必不可少的,在進(jìn)行城市規(guī)劃的測(cè)繪工作時(shí),需要全面的認(rèn)識(shí)目前區(qū)域所具備的各種條件,此外,還需要對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的精煉,以便測(cè)繪數(shù)據(jù)能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃工作提供更為專業(yè)的發(fā)展參考[2]。
從以上的角度出發(fā),本文對(duì)在城市規(guī)劃過(guò)程中,怎樣對(duì)測(cè)繪工作進(jìn)行優(yōu)化的方法展開了較為詳盡的剖析,期望可以為我國(guó)的測(cè)繪工作和城市規(guī)劃工作提供一些借鑒。
城市在建造之前,要對(duì)設(shè)計(jì)方法、施工進(jìn)度、預(yù)留空間等進(jìn)行充分的考慮,這在道路、交通、公共建筑物、村鎮(zhèn)規(guī)劃等各個(gè)領(lǐng)域都有很好的體現(xiàn)。就其內(nèi)容而言,可劃分為兩大類:一類是規(guī)劃與設(shè)計(jì),另一類是建設(shè)與管理。其規(guī)劃與設(shè)計(jì)方案相對(duì)較為簡(jiǎn)便,主要是通過(guò)圖像資料對(duì)氣候、水源和風(fēng)向等要素進(jìn)行綜合分析,得出一個(gè)較為理想的方案。按照資源、人口的流動(dòng)和密度,以科學(xué)的發(fā)展思想為指導(dǎo),進(jìn)行資源的整合,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。而在管理和建設(shè)方面,就比較復(fù)雜了,是以長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展計(jì)劃為基礎(chǔ),結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行的。在發(fā)展的歷史進(jìn)程中,對(duì)未來(lái)進(jìn)行了前瞻思考,體現(xiàn)了一種科學(xué)的、戰(zhàn)略的發(fā)展思路,即通過(guò)新與舊的有機(jī)融合,達(dá)到空間與時(shí)間的平衡發(fā)展[3]。
城市工程測(cè)繪是將工程技術(shù)與城市規(guī)劃相結(jié)合,對(duì)地面起伏情況進(jìn)行測(cè)繪,通過(guò)一定的測(cè)繪手段進(jìn)行放大或縮放,并運(yùn)用多種圖形和圖表,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行記錄,制成地質(zhì)圖,為施工、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)圖紙,豐富工程資料。當(dāng)前,測(cè)繪工作已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)性工作,尤其是重大工程中,測(cè)繪工作尤為突出。這對(duì)今后的工程施工有很大的影響。同時(shí),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展,地形圖的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。舉例來(lái)說(shuō),運(yùn)用此方法,可編制出一份確定立體點(diǎn)位置的技術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)告,畫出天然的土地和水系的形態(tài)。采用相應(yīng)的軟件及測(cè)試工具,完成數(shù)據(jù)的采集及繪制。
城市的面積很大,僅靠視覺(jué)是不可能對(duì)城市進(jìn)行整體的規(guī)劃和布局的。隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)和城市化的加快,城市的信息化建設(shè)需要對(duì)區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、測(cè)試和管理。通過(guò)測(cè)繪技術(shù)能夠很好地獲得城市地理自然環(huán)境、區(qū)域規(guī)劃、道路交通等信息。通過(guò)對(duì)這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析,可以使相關(guān)部門更加直觀和全面地了解區(qū)域的基本情況,從而制定相應(yīng)的建設(shè)方案[4]。
中國(guó)的每一座大城市都有著各自不同的特色,想要在城市化的過(guò)程中,保留自己原本的特色,這個(gè)時(shí)候,就需要利用地圖技術(shù),運(yùn)用衛(wèi)星、遙感、 GIS等技術(shù),這樣可以讓相關(guān)的工作人員在城市建設(shè)的過(guò)程中,對(duì)城市的基本信息有一個(gè)比較全面的了解,從而可以在這個(gè)基礎(chǔ)上,更好地開展城市的建設(shè)工作。進(jìn)而滿足人民群眾對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施的要求,以及實(shí)現(xiàn)城市的功能性,讓城市化建設(shè)走上科學(xué)化的道路。
沒(méi)有資源的開發(fā),城市的建設(shè)就無(wú)法實(shí)現(xiàn),因此,必須從數(shù)據(jù)中提取地形、地貌、地質(zhì)等方面的信息。同時(shí),科技人才也應(yīng)發(fā)揮其在城市中所具有的優(yōu)勢(shì),為實(shí)現(xiàn)城市綠化與可持續(xù)發(fā)展,必須依托于測(cè)繪技術(shù)。
在我國(guó),利用人造衛(wèi)星已經(jīng)很普遍了。當(dāng)前,我國(guó)的衛(wèi)星圖像技術(shù)已經(jīng)具有了很好的應(yīng)用前景,它具備了測(cè)繪、資源采集等多種能力,可以全方位采集地表資源數(shù)據(jù),并對(duì)其進(jìn)行加工,形成1:50000基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品,除此之外,還可以對(duì)1:25000等規(guī)模較大的地形圖進(jìn)行維護(hù)和升級(jí),為生態(tài)環(huán)境保護(hù)、城市建設(shè)提供參照。
無(wú)人機(jī)的出現(xiàn),極大地便利了測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展,人們可以在地面上設(shè)置航線,然后把飛機(jī)送到地面上,在天空中40-60度角范圍內(nèi)拍攝,從多個(gè)角度對(duì)不同的建筑物進(jìn)行拍攝,其成像中心區(qū)域可達(dá)0.1米,通過(guò)較高分辨率的低緯度影像的拍攝,可以獲得一幅完整的3D立體影像,并將影像呈現(xiàn)在人們面前。三維可視化是古建筑保護(hù)的重要手段,傳統(tǒng)的二維圖像是看不到的,但通過(guò)對(duì)古建筑進(jìn)行三維重建時(shí),可以將古建筑的墻體和屋頂一分為二,使其同時(shí)具有可視的特點(diǎn)。在拍攝過(guò)程中,首先可以將建筑物拍攝下來(lái),再根據(jù)其對(duì)應(yīng)的線路排列,形成一幅地圖。得到了與真實(shí)建筑物相同的三維模型,確保了模型的真實(shí)感[5]。
近年來(lái),衛(wèi)星遙感技術(shù)得到了快速發(fā)展,尤其是在技術(shù)方面取得了重大突破。遙感技術(shù)是對(duì)環(huán)境、自然、物體進(jìn)行測(cè)繪的一種方法,利用光學(xué)纖維技術(shù),將被測(cè)物體發(fā)出的光線以一種光譜的形式再現(xiàn)物體的形狀和形態(tài)。遙感技術(shù)在航空航天、陸地地貌測(cè)繪中得到了廣泛的應(yīng)用,而將遙感數(shù)據(jù)與衛(wèi)星平臺(tái)構(gòu)建在一起,形成了一套完整的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò),能夠得到更多的數(shù)據(jù)和觀測(cè)范圍。因其使用方便,適用面廣,技術(shù)成熟,已被廣泛應(yīng)用于中、小型地形圖及工程制圖中[6]。
地理信息系統(tǒng)為土地信息的存儲(chǔ)提供了必要的數(shù)據(jù),使得土地管理規(guī)劃更具技術(shù)性、持續(xù)性。采用數(shù)值模擬的方法,可省去在其他特殊情況下進(jìn)行計(jì)算、設(shè)計(jì)和規(guī)劃的繁瑣工作。它最大的特點(diǎn)是能夠在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,從而保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性。這是一個(gè)綜合了氣候,地質(zhì),水文等多層次信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。目前,在制定國(guó)土空間規(guī)劃時(shí),特別是在技術(shù)規(guī)劃指標(biāo)評(píng)價(jià)中,已得到了廣泛的應(yīng)用。它是土地綜合評(píng)價(jià)和規(guī)劃平衡的基礎(chǔ),是土地資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)者可對(duì)土地利用總體規(guī)劃有較好的認(rèn)識(shí),并可作為思維及空間模擬的基礎(chǔ)。
地理信息系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)的硬件和軟件,將各種數(shù)據(jù)以一定的格式輸入、顯示、存儲(chǔ)和輸出。地理信息系統(tǒng)的主要功能是存儲(chǔ)、編輯和更新信息。在城市發(fā)展過(guò)程中,需要整理、收集大量的原始數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)是非常龐大的,而地理信息系統(tǒng)可以很好地解決這些問(wèn)題。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)⒌匚飫澐譃閮深悾悍孔?,樹,道路。如橋等間斷的單個(gè)物體,如海拔,山脈,高度等,在存儲(chǔ)時(shí),一種是以點(diǎn),線,面的形式存儲(chǔ),另一種是以列形式存儲(chǔ),如柵格形式存儲(chǔ)。GIS作為一種優(yōu)秀的空間分析工具,應(yīng)用于城市發(fā)展,需要整合多種數(shù)據(jù),并與實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比。保證最后的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤[7]。
現(xiàn)代三維技術(shù)為城市規(guī)劃和建設(shè)提供了一個(gè)跨平臺(tái)和跨部門的 GIS平臺(tái),從而使城市中的各種地理信息資源得以共享。通過(guò)構(gòu)建一個(gè)綜合 GIS信息平臺(tái),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市基礎(chǔ)地理信息的統(tǒng)一管理和共享,從而有效地解決了當(dāng)前在城市規(guī)劃和管理中所存在的信息類型復(fù)雜、管理分散、信息平臺(tái)不整合等問(wèn)題。以此為依據(jù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)代城市三維空間的全方位管理,提升了城市規(guī)劃的專業(yè)化水平。
RTK技術(shù),又稱即時(shí)定位技術(shù),其主要是通過(guò)在地面上設(shè)置的參照點(diǎn),將衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)降孛?,并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,為今后的城市規(guī)劃建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在 RTK工作系統(tǒng)中,基準(zhǔn)站和移動(dòng)站相結(jié)合,可以獲得更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。尤其是在大都市,當(dāng)車流越來(lái)越多,道路越來(lái)越多時(shí),該方法的效果就會(huì)越來(lái)越好。
在城市繪圖工程中, RTK工作的應(yīng)用步驟如下:
首先,針對(duì)區(qū)域特點(diǎn),做好相關(guān)的前期準(zhǔn)備工作,然后才能正式開展區(qū)域測(cè)繪工作。例如決定特定的名字,設(shè)置主機(jī)參數(shù),轉(zhuǎn)換坐標(biāo)等等。在 GPS工作中,對(duì)各個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行定位,并進(jìn)行工程放樣。
其次,在具體的應(yīng)用場(chǎng)合, RTK施工系統(tǒng)需要提前獲取待測(cè)物體的實(shí)際座標(biāo),以便有效地完成后續(xù)座標(biāo)轉(zhuǎn)換。而如今,絕大多數(shù)的城市,都需要獲取本地的獨(dú)立坐標(biāo),這就需要將 WGS與本地的獨(dú)立坐標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)化。在實(shí)際情況下,根據(jù)測(cè)繪工程建設(shè)的要求,對(duì) RTK的操作系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。第一,將高等級(jí) GPS控制點(diǎn)均勻分布于被測(cè)區(qū)域,以確保在接下來(lái)的測(cè)繪中,可以及時(shí)獲取被測(cè)目標(biāo)的位置,并將其精確轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)。第二,就是要在開闊地帶設(shè)立參考點(diǎn),只有在這個(gè)空曠地帶,系統(tǒng)才能獲取到WGS所在的區(qū)域,才能將其轉(zhuǎn)化為三坐標(biāo)[8]。
第三,為了更好地實(shí)施城市制圖,更好地發(fā)揮 RTK作業(yè)系統(tǒng)的功能,需要在流動(dòng)站配備相應(yīng)的接收機(jī),在基準(zhǔn)站配備相應(yīng)的設(shè)備。通過(guò)提供準(zhǔn)確、全面和可靠的數(shù)據(jù)信息,可以對(duì)模糊問(wèn)題的解決進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化,提高工作效率。在這一步中,測(cè)繪者可以選擇任意的參考點(diǎn),并且可以根據(jù)地形情況,選擇地勢(shì)較高,電臺(tái)覆蓋范圍較廣的測(cè)點(diǎn)。在前期工作中,需要對(duì)周邊地形進(jìn)行全面調(diào)查,確保靶區(qū)沒(méi)有 GPS反射,也沒(méi)有其他無(wú)線干擾,接收端的位置要在南北方向。技術(shù)員要在控制區(qū)域內(nèi)設(shè)立基準(zhǔn)站,并打開接收機(jī)以確保其工作的正確性。接著,技術(shù)員在接收器的一端輸入了控制點(diǎn)的編號(hào),并輸入了一定的天線高度。在這一點(diǎn)上,需要特別注意的是,要保證一個(gè)基地能夠接收到超過(guò)五顆衛(wèi)星的信號(hào)。在上述的安裝工作已經(jīng)完成之后,技術(shù)員還需對(duì)流動(dòng)站做進(jìn)一步的調(diào)試,以便它的接收頻率能夠完全符合測(cè)繪項(xiàng)目的實(shí)際需求,并且檢查儀器的指示燈,如果出現(xiàn)了不亮或者不正常的閃光現(xiàn)象,就應(yīng)該去檢修了。在確定 RTK的精度滿足有關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)之后,就可以進(jìn)行后續(xù)的測(cè)繪工作了,將所獲得的野外測(cè)繪數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng),經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的整理和計(jì)算,最終形成測(cè)繪文件[9]。
RTK施工過(guò)程中,受多種因素影響,應(yīng)盡量避免,確保RTK施工的穩(wěn)定。之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的情況,主要還是因?yàn)镚PS還是有一定的局限性。全球定位系統(tǒng)的確能夠獲得來(lái)自太空的高頻、低功耗的衛(wèi)星信號(hào),但是在穿越一些障礙物方面卻表現(xiàn)欠佳。實(shí)際上,如果目標(biāo)在接收機(jī)與人造衛(wèi)星之間,將會(huì)給信號(hào)的有效接收帶來(lái)不利的影響。有的甚至連門都是關(guān)著的。因此,全球定位系統(tǒng)在室內(nèi)不起作用。同樣的,當(dāng)存在著一些障礙物時(shí),就會(huì)出現(xiàn)類似于隧道、海底之類的東西。
在樹林里,由于樹木太多,想要獲得有用的數(shù)據(jù),也是一件非常困難的事情。但這一方法并非必須適用于開闊地帶,實(shí)際上也適用于有障礙物的情況;此外,還可采取適當(dāng)?shù)拇胧?,使測(cè)繪精度得到提高。這就叫多個(gè)衛(wèi)星,多個(gè)衛(wèi)星一起使用,可以增加定位的精度。在正常情況下,一個(gè)地區(qū)的衛(wèi)星數(shù)量應(yīng)該在7到10顆之間。在有障礙物的情況下,在五顆人造衛(wèi)星的幫助下,檢測(cè)的精確度可以得到改善。例如,在森林、建筑物等區(qū)域,GPS能夠定位到特定的地點(diǎn),并且能夠接收到五個(gè)衛(wèi)星,達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)與成果。
GPS在城市測(cè)繪中的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市地理信息的采集、分析、歸納和集成,給城市的生產(chǎn)、生活帶來(lái)了很大的方便。GPS定位技術(shù)在測(cè)繪技術(shù)中的應(yīng)用,首先要對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,然后再進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算,從而判斷數(shù)據(jù)的正確性。在此基礎(chǔ)上,采用一種修正算法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的同步修正。例如GPS-RTK技術(shù),它是基于 GPS定位,通過(guò)定點(diǎn)探測(cè),最后獲得精確的坐標(biāo)。在這個(gè)基礎(chǔ)上,對(duì)數(shù)據(jù)作出快速反應(yīng),具有很高的精確度。該技術(shù)和檢測(cè)方法已在農(nóng)村、市郊和野外得到了廣泛應(yīng)用。適用于城市及高速公路沿線的地形地區(qū)。另一方面,在地籍精細(xì)測(cè)繪工作中,應(yīng)按照相關(guān)的測(cè)繪規(guī)范,對(duì)測(cè)繪資料進(jìn)行科學(xué)的測(cè)定。比如地皮,地形,地線等等,而且誤差要求很嚴(yán)格[10]。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)在國(guó)內(nèi)獲得了較大的發(fā)展,它是一種可以模仿真實(shí)世界的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),具有與人相同的感覺(jué)能力,可以進(jìn)行交互。通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)狀況的深入分析,可以讓城市規(guī)劃者得到最真實(shí)的數(shù)據(jù),從而更好的進(jìn)行三維的城市規(guī)劃和建設(shè),并且可以在多方案對(duì)比的基礎(chǔ)上,進(jìn)行實(shí)時(shí)的空間分析,從而更好的提高城市的整體質(zhì)量。當(dāng)前,多媒體技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于我國(guó)城市建設(shè)的總體規(guī)劃,并能對(duì)城市建設(shè)的成效進(jìn)行直觀的展示。
近年來(lái),隨著現(xiàn)代化技術(shù)的快速發(fā)展,現(xiàn)代化化城市在我國(guó)已初具規(guī)模。并表現(xiàn)出了發(fā)展的強(qiáng)大勢(shì)頭?,F(xiàn)代化城市的創(chuàng)建可以促進(jìn)在文化、政治、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域中的公眾信息規(guī)范化,從而更好地為公眾服務(wù),方便公眾監(jiān)督,促進(jìn)社會(huì)的健康發(fā)展。隨著城市規(guī)劃、地圖技術(shù)的不斷進(jìn)步,城市的現(xiàn)代化進(jìn)程越來(lái)越快,要實(shí)現(xiàn)城市的現(xiàn)代化,就必須將這兩種技術(shù)結(jié)合起來(lái)。在未來(lái)的發(fā)展中,要確保城市的規(guī)劃測(cè)繪技術(shù)與時(shí)俱進(jìn),更好的為現(xiàn)代化都市的發(fā)展提供支撐。