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乌鲁木齐一体化智慧测绘系统的研究应用

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获奖年度2023

专业分类计算机软件设计

获奖等级专项奖

设计单位乌鲁木齐市城市勘察测绘院(乌鲁木齐市基础地理信息中心)

设计人员徐峰、刚慧龙、李宝明、吴珊、周梦甜、李建涛、申兰兰、柏成玉

项目简介

通过对现有城市测绘生产技术体系、现有地形图数据分析,开展需求调研,以基础地形图生产和基础地理信息GIS建库为基础,打造了一套基于GIS的内外业一体化基础测绘地理信息数据生产体系,实现了以数据库为核心的采集建库、动态更新、同步分发、管理展示一体化的生产技术体系

结合基础测绘、城市地下管线探测、城市工程测量、矢量数据缩编等业务的实际应用需求,基于EPS平台研究开发,整合现有生产技术流程,优化基础测绘数据生产工艺、技术流程,建立统一生产平台,统一作业标准,全部面向对象,连接生产库的内外业一体化生产体系,构建多业务一体的生产、质检、入库解决方案,实现下载数据、测绘生产、数据质检、更新入库到成果同步、数据分发的全过程一体化管理该体系的建立,将彻底实现数字化测绘向信息化测绘的升级。

本项目利用地理信息技术、空间数据库技术、计算机信息系统工程、地图学、计算机制图等技术,研究标准化历史地形图数据技术,建立“基于GIS的一体化基础测绘地理信息数据生产系统”,为基础测绘地理信息数据生产打造了一套从基础测绘地理信息数据生产、增量数据动态更新、成果动态分发、数据应用展示的一体化生产技术体系,涉及地理信息技术、工程测量技术、大地测量学、空间数据库技术、计算机系统集成、地图学、计算机制图学等学科领域。

1. 在国标的基础上,结合我市现状数据,研究编制符合本地实际需求的本地化数据标准,形成了基于国家及行业标准且符合乌鲁木齐市地方特色的数据生产标准:1:500 1:1000 1:2000基础地理信息数据、地下管线数据、城市工程测量地理信息数据三个数据标准。

2.为将乌鲁木齐市大比例尺基础地形数据建库,开展了现有DWG地形图的数据梳理、规整、升级标准化研究,实现了基于GIS的大比例尺基础地形图“一张图”建设。

3.研究开发了基于EPS平台的城市工程测量专题数据处理模块,包含土石方测绘、机场净空测绘、日照分析测量、市政工程测绘(纵、横断面测量)、规划监督测量(建设项目放样测量、±0层验线测量、竣工验收测量、建设项目现状空间地理坐标测绘、验收对比测量等)、人防验收测量、消防验收测量、绿地测量、地下空间现状测绘等子模块;

4.研究开发了基于EPS平台的面向对象数据生产入库、动态更新的内外业一体化生产模块;

5.研究开发了基于EPS平台的支持空间要素、空间属性、空间关系、属性合法性以及图形与属性一致性等的质量检查与管理模块;

6.研究开发了基于EPS平台的1:500、1:1000、1:2000比例尺的自动缩编与人工交互缩编功能模块;

7.研究开发了基于标准四参数、布尔莎模型、椭球膨胀法等多种坐标系转换模型算法的坐标系转换处理系统;

8.研究应用“同步管道”技术,每日自动对数据库进行自动增量更新,保证每日同步结果的准确性与实效性,同时实现了每日自动按标准分幅输出DWG、MDB等常规格式数据成果,随时可以对外提供;

9.研究应用基于EPS平台的软件锁加密系统,实现了从数据生产、数据下载到数据分发全流程各环节的加密,从根本上确保了数据的安全性

该项目的技术难点与技术创新

1.建设完成了《乌鲁木齐市基础地理信息数据标准》(DB6501/T021-2021)

以国家基础地理信息数据标准为基础,结合乌鲁木齐地方实际,建设了《乌鲁木齐市基础地理信息数据标准》,标准包括现有两部分:第1部分:1:500 1:1000 1:2000基础地理信息数据、第2部分:地下管线数据。

2.构建城市级基于GIS的大比例尺基础地形图“一张图”

项目对1300余平方公里大比例尺城市基础地形图数据进行了标准化和整理入库,形成了具有统一编码信息的图属一体基础地理信息数据库,为国土空间规划“一张图”基础资料库形成奠定了基础,在疆内城市级数据库属于首例。

3.提出了“城市工程测量”概念

项目成果与乌鲁木齐基础地理信息数据生产实际紧密结合,将利用测绘技术手段为城市工程建设项目的规划、设计、施工、验收、管理等全流程各阶段提供的测绘技术服务及相关技术工作统一归类,提出了“城市工程测量”概念,进一步规范了各类测绘技术服务过程,为建立相关数据标准和数据库、编制相关技术指导文件等命名的统一和规范化奠定了基础,体现乌鲁木齐特色。

4.以完全面向对象的符号库技术、模板化控制技术、要素级增量更新技术为支撑,以数据库动态更新、管理为核心,实现了基础地理信息标准化、高质量的一体化采集、存储、处理、利用和更新,建立了城市智慧测绘系统。

项目采用完全面向对象的符号库技术实现了一套数据既能出图,又能满足建库要求;以内嵌在软件中的模板来定制封装数据标准,通过系统配置设置项目的技术规则,强制数据生产作业执行统一的既定标准;采用数据比对技术获取变化要素,每次只更新变化部分,实现基于时态的要素级增量更新;以数据库动态更新、管理为核心,通过权限管理和控制,实现了数据的下载、上传和冲突自动检测,现势数据库的自动更新和历史数据、变化数据的自动存储入库,采用历史数据库自动存储功能,实现了数据更新时历史数据库的自动维护,历史数据可根据时间节点回溯至任一历史时刻,从而实现了现势数据与任意时刻历史数据的同步浏览和对比分析。从而实现了基础地理信息标准化、高质量的一体化采集、存储、处理、利用和更新,建立城市智慧测绘系统。

5.“信息映射机制”技术、跨平台符号化插件实现了与其他基础地理信息系统的无缝对接转换

本项目采用“信息映射机制”技术不仅实现了对象级自由映射,更能够实现对象内部任何细节信息无需编程即可直接映射到目标系统,无缝接轨,在显示与打印环节,它可以模拟客户方的系统环境运行,通过面向ArcGIS的动态符号化插件,将GIS库信息动态符号化,满足图式规范与制图需求,实现了与国内外其它GIS软件的数据的无缝转换及共享,这些系统主要包括Arc/Info、ArcView、AutoCAD、Microstation、MapInfo、MapGIS、GeoStar等,并且可通过VBA二次开发实现与其他地方标准的交换接口。

项目成果与乌鲁木齐基础地理信息数据生产实际紧密结合,充分考虑了“多测合一”工作,定制开发了规划监督测量(建设项目放样测量、±0层验线测量、竣工验收测量等)、机场净空测绘、市政工程测量、土石方测绘、地下空间现状测绘等软件模块,开展了相关项目工作,自系统投入生产以来,2020年完成约1700万产值的测绘工程项目2021年完成约1900万产值的测绘工程项目,2022年完成约1200万产值的测绘工程项目

本项目的完成,为乌鲁木齐市基础地理信息数据的生产、地下管线普查提供了地方数据标准,构建的内外一体化生产系统,服务于单位的规划测量业务生产,建立的大比例尺地形图数据库成为国土空间规划“一张图”的基础底图、“多测合一”基础底图数据,并以此数据库为基础生产了乌鲁木齐市政务版电子地图,以在线服务的方式为相关职能部门提供基础地理信息数据服务,“基于GIS的一体化基础测绘地理信息数据生产系统”已成熟应用于乌鲁木齐地区城市测绘生产中,取得了良好的经济、社会效益。