规划地形图测绘技术研究

1、面向城市规划信息化的规划地形图测绘技术方案研究黄向阳 倪尧 黄萍 奚春华 张家根【摘 要】随着现代城市规划理念的不断更新及城市规划信息化工作的不断深入，对城市规划测绘工作提出了新的要求，传统地形图已经不能满足现代城市规划、建设和管理的需求，研究面向城市规划信息化的规划地形图测绘技术显得尤为重要。本文结合南通市城市规划地形图测绘技术方案研究与实践，较全面阐述了测量精度、表示内容，及数据建库等现代城市规划地形图的技术特征，使其更好地为城市规划信息化服务。【关键词】城市规划、信息化、规划地形图1问题的提出在我国城市化的进程中，城市建设日新月异。随着现代城市规划理念的不断更新，以及城市规划信息化工作的

2、不断深入，给城市规划测绘工作带来了新的挑战，传统地形图已经难以满足现代城市规划、建设和管理的需求，主要表现在：（1） 精度不够高城市规划管理部门当前所用的基础测绘资料大部分为1：1000、1：500地形图，现行城市测量规范允许图上地物点的点位中误差为0.5mm，即1：500地形图实地点位中误差为0.25m、1：1000地形图实地点位中误差为0.5m。随着地价不断升值和公众维权意识提高，在绘制规划用地红线对建设用地范围线精确性要求越来越高，常常要求关键或敏感地位的退距误差控制在厘米级，传统地形图精度不能满足规划用地控制要求；虽然传统地形图满足现行规范要求、设计单位总平设计和规划部门审图均符合要求

3、，经常出现按照已审批过的总平图到实地放样时，建筑物间距实地不能满足规划间距要求（间距小于规划控制指标1cm就有可能出现住户上访等群众矛盾），不得不实地重新按照高精度采集规划环境地物坐标、重新设计和审批，而使规划管理部门陷于被动，说明传统地形图已经不能满足现代规划的高精度要求；房产开发商为牟取暴利，可能将设计图上的地形要素修改、移位以求通过审批，客观上要求规划部门自身拥有高精度的地形图。（2） 内容不齐全城市规划除了需要了解建设工程地面上建筑物、道路等地形以外，还需要掌握工程项目范围内及周边的地下人防设施、地下管网、高压电力线、高危险和高污染场所、文物保护单位、微波保护通道、建筑物高度等地下与空

4、中的重要信息，而传统地形图对以上重要规划审批要素没有表示或未突出表示，规划部门在审批建设项目过程中常常因不能及时获取上述重要信息而造成误判。（3） 数据不规范由于历史原因，传统地形图往往以满足图面表示符合地形图图式要求为重点，一般忽视地形数据质量，不能满足规划信息化管理建库要求（如图层划分、属性项划分、要素编码等数据要求），如直接进入规划管理信息系统数据库则为垃圾数据，计算机系统无法识别。（4） 现势性较差城市规划地形图测绘是投入较大的规划测绘项目，多数城市规划部门拥有的地形数据为多年来分期分批测绘的成果，有的成图年代已有10年或更早，没有能及时反映城市建设日新月异的变化，已经造成规划、设计的

5、诸多问题。因此，针对新形势下对城市规划测绘提出的新要求，研究面向城市规划信息化的规划地形图测绘技术刻不容缓。近年来，南通市测绘院有限公司（以下称本公司）就城市规划地形图测绘技术方案与规划局有关部门进行了多次沟通和交流，深入了解南通市规划管理信息系统建设情况，组织技术人员学习城市规划技术标准并对兄弟城市进行调研，编制了南通城市规划地形图更新及升级测绘技术设计书，已经开始实施南通市区规划地形图更新测绘工作。现结合南通城市规划地形图测绘技术方案研究与实践，分别详细阐述测量精度、表示内容，及数据规范等现代城市规划地形图的技术特征。2城市规划地形图测绘技术方案2.1提升规划地形图采集精度2.1.1成图比

6、例尺虽然国家基础地形图比例尺由大到小有多种系列，根据多年以来规划部门、设计单位对地形图使用经验，只有1：500比例尺的地形图才能同时满足建设项目的设计和规划审批的精度需要，因此城市规划部门使用的地形图宜以1:500为基本比例尺。2.1.2精度指标为确保重要规划地形地物要素（主要为建筑物外墙角、城市道路边线、河流驳岸线、高压线电杆、高危险和高污染设施、地下人防角点等9大类）的平面位置高精度，以及满足日照间距、景区环境规划高度和安全保护等高精度测高要求，提出以下精度指标：（1）高程精度：基本等高距为0.5m，建筑物室内地坪、建筑物高度高程中误差3cm，高压电线高度中误差5cm，铺装路面上的高程注记

7、点相对于临近图根点的高程中误差7cm、其余为15cm。（2）平面精度：重要规划地形地物要素相应于临近图根点的点位中误差5cm，特殊地物要求点位中误差3cm，其余参照城市测量规范精度要求。2.1.3测量方法为确保野外数据采集的高精度要求，必须采用全站仪全野外采集作业方法。在南通市区规划地形图更新测绘项目实施时，采用以下手段确保全野外地形数据采集的高精度：（1） 分区布设一级GPS控制网和四等水准网；（2） 采用RTK GPS测量图根点平面坐标，并用全站仪全面检测控制点间边长；（3） 采用水准测量方法测量所有图根点高程；（4） 采用小棱镜配合全站仪按极坐标法采集地物点平面坐标，按三角高程方法采集高

8、程注记点三维坐标和建筑物室内地坪；（5） 采用高精度免棱镜全站仪采集建筑物高度、高压线高度，并两次重合比较后取中数。以下对两种特殊地物测量方法分别叙述：（1） 日照间距测量当前，“阳光权”的纠纷在城市里越来越多，政府部门也意识到其重要性。在南通市区规划地形图更新测绘项目中要求：对私人主要居住住宅、新村居住楼房、学校教室及办公用房均需测量室内地坪高程，主要对3层以上建筑物进行遮光高度测量，为日后规划部门提供准确数据，以便保证居民的合法权力。室内地坪高程测量方法主要有三种：一是将室内地坪纳入图根附合水准线路中联测；二是采用支站水准法、变换仪器高度两次测量，较差2.0cm时取平均值；三是采用三角高程

9、方法测量。建筑物遮光高度测量测量方法：采用2秒级及其以上免棱镜全站仪器，后视图根高程点，观测至楼房北侧遮阳处垂直角和斜距离，同一建筑物两侧测量2组数据，较差3.0cm取平均值。就南通地区而言常见的建筑物遮光高度测量类型有以下几种：（2） 高压线边导线及悬高测量新建建筑离开高压线边导线安全水平和垂直距离，规划部门有严格控制，因此规划地形图上必须按实际表示出边导线及高压线最低悬点位。边导线测量方法：采用高精度免棱镜全站仪按极坐标方法采集高压线拐点或接杆处平面坐标，按三角高程方法采集高压线最低悬点位高程。2.2丰富规划地形图测绘内容传统地形图以图面表示为主，针对现代规划信息化要求，在采集内容上主要需

10、作以下两个方面丰富，最大化满足规划管理要求。2.2.1 补充规划地形图要素符号随着城市建设的快速发展，各类新型地形符号不断增加，原有地形图图式已不能满足规划需要，在南通市区规划地形图更新测绘项目中根据实际需要增加了约50个符号。符号定义原则是符号要形象表示出地物特征、简捷、易记，列表举例如下： 符号名称图例邮筒红绿灯电话亭电子监视仪有线电视分线箱有线电视检修井名木古树有方位意义的独杆广告牌停车场面洗车台城市主干道中心线室内地坪.2.2.2 补充属性数据采集内容规划地形图不是一般的地形图电子数据，是集大量几何数据和属性数据为一体的多功能基础数据成果，规划地形图测绘应采集规划部门关注的大量属性数据

11、，如建筑物的门牌号、权属单位、竣工年代等，城市道路的名称、等级、道路宽度、材质等，以满足现代城市规划的信息化、科学化需要。现以南通市区规划地形图更新测绘项目举例如下：（1）建筑物属性采集内容属性项名称备注建筑物名称私人住宅，不注；企事业单位注记建筑名称结构砖、砼、木、钢、混等层数按照实际层次注记门牌号私人注记到村组号，单位注地址号建筑性质分类按照规划要求分类权属单位各企事业单位内房屋所属单位竣工编号私人以产权证为准，单位以竣工验收单为准竣工日期竣工批准证号地上建筑面积精确到0.1m2地下建筑面积精确到0.1m2地坪标高精确到0.01m房顶高程精确到0.01m（2）道路属性采集内容属性项名称备注

12、道路名称道路级别快速路、主干道、次干道、支路、一般道路等路面材料水泥、沥青、碎石、土质道路总宽度精确到0.01m人行道宽度精确到0.01m非机动车道宽度精确到0.01m隔离带宽度精确到0.01m混合车行道宽度精确到0.01m同向车行道隔离带宽度精确到0.01m机动车专用道宽度精确到0.01m中央隔离带宽度精确到0.01m起点路名终点路名2.3规范规划地形图数据江苏省建设厅正在大力推进电子政务工程，要求各城市规划部门加快建立城市规划基础信息系统，为城市规划、建设和管理的各类信息管理系统提供基础数据支持，因此必须严格按照城市地理信息系统要求制定规划地形图采集数据标准，严格按照GIS要求进行规划地形

13、图数据采集、整理和入库。2.3.1 制订城市规划地形图数据采集标准规划地形图数据最终要进入规划管理信息系统，因此各城市规划部门应制订统一规范的城市规划地形图数据采集标准，制订原则为：（1） 数据采集标准首先应与规划管理信息系统数据标准相一致，即前者是后者的子集；（2） 规划地形图数据分层可以按照图式划分，另添加构面图层、图廓层；（3） 规划地形图数据编码在1：500、1：1000、1：2000地形图要素分类与代码（GB14804-93）基础上，一般为6位以上，以一定规则进行扩充，满足测绘生产和规划GIS建库需要。（4） 以分幅图为单元建立与规划地形图数据采集、更新相适应的元数据库。（5） 应能

14、确保实现规划地形图数据与规划信息系统数据库的无缝相互转换，满足动态更新需要。2.3.2 数据质量要求2.3.2.1 空间数据质量要求(1) 地理精度符合相应的质量控制要求；(2) 数据图形要素完整、编码正确，无错漏、无重叠冗余，图面美观；(3) 空间数据及其附属的属性数据正确、完整；(4) 相邻图幅同一要素表达及属性一致，接边数据的修改处理符合限差规定；(5) 所有地形要素都以点、线、面和注记特征存在；(6) 地形数据之间逻辑一致，结点匹配准备，几何要素唯一，相关要素处理准确，如房屋面与构成房屋面的地物线应该完全重合；(7) 点状符号不得炸碎，并以地物大类的分层标准显示；(8) 文字注记为te

15、xt对象，横排注记为字符串，竖排、旋转的注记为单个字符。2.3.2.2 属性数据质量要求(1) 地物编码应完整正确，不允许存在没有编码或者错误编码的地物对象；(2) 地物属性应完整正确，不允许存在属性数据不完整、不正确的地物对象；(3) 地物对象与本身的固有属性保持一致。特定对象具有统一的属性集合，包括块名、线型、编码、(4) 图层名等属性信息。不允许存在与本身固有属性矛盾的地物对象；(5) 地物对象按不同图层分类存贮，地物对象编码与图层属性保持一致。2.3.3数据质量控制方法(1) 严格规定数据采集操作要求，由于测绘单位一般采用AutoCAD成图，作业人员应严格采用测绘软件提供的菜单命令绘图

16、；(2) 软件数据质量检查和人工数据质量检查相结合，通过数据质检软件实现大部分数据质量检查功能，努力将人工检查工作量降到最低。商业测绘成图软件有部分数据质量检查功能但不能满足要求，需要进行二次开发扩充数据质量检查功能，如面检查功能、重复地物检查、地物编码检查、地物属性检查等。下图为本公司为南通市区规划地形图更新测绘项目开发的数据质量检查模块界面：(3) 规划地形数据转换为GIS数据格式后，需利用GIS软件和数据库固有功能进行检查，如通过GIS软件检查构面质量，通过数据库查询、排序等功能检查属性数据录入质量。2.4建立规划地形图动态更新机制任何管理信息系统如数据不能及时更新，系统将难以维持长久，

17、最终走向消亡。为确保规划管理系统正常运行，城市规划部门应逐步建立规划地形图动态更新机制。当然，各城市已有地形数据情况、经济水平及政府重视程度等参差不齐，建立动态更新机制不可能一挥而就，但一般经历以下过程：(1) 摸清已有城市地形图数据状况，如比例尺、范围、精度、数据质量等；(2) 研究与本城市规划管理工作相适应的规划地形图采集标准，制订实施技术方案和实施计划；(3) 政府出资分片分期进行规划地形图更新测绘、建库工作，直至覆盖全市；(4) 采用建设单位出资进行规划报建地形图修测、建设工程竣工地形图测量，以及政府出资定期地形图更新维护等多种方式，最终建立城市规划地形图动态更新机制。3结束语随着城市建设飞速发展，城市规划部门对城市规划基础空间数据的现势性、齐全性、正确性、高精度及标准化的需求不断增强。城市规划部门使用的地形图应满足现代规划信息化管理需要，在成图比例尺、采集精度、测绘内容、数据格式等方面必然存在鲜明的行业特征，因此城市规划部门应建立新的城市规划测绘技术体系。城市规划部门和城市测绘单位应加快对面向城市规划信息化的规划地形图技术方案研究，努力建立城市规划地形图动态更新测绘机制，解决当前各城市传统地形