【正文】 城市空間信息獲取 信息獲取 是信息生命周期中的 第一環(huán) ，是信息應(yīng)用的 初始環(huán)節(jié)和基本環(huán)節(jié) 。 城市空間信息獲取 是城市信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的 首要環(huán)節(jié) 。隨著數(shù)字城市的興起，城市空間信息的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、自動(dòng)獲取技術(shù)就成為數(shù)字城市建設(shè)的 關(guān)鍵內(nèi)容之一 。城市空間信息 獲取主要應(yīng)對(duì) 城市基礎(chǔ)地理信息、城市三維信息和城市基礎(chǔ)設(shè)施信息 進(jìn)行收集 。 城市基礎(chǔ)地理信息獲取 數(shù)字城市是以城市基礎(chǔ)地理信息為基礎(chǔ)，其 基礎(chǔ)地理信息包括 數(shù)字高程模型、全要素?cái)?shù)字地形圖及數(shù)字正射影像圖等。 傳統(tǒng) 的模擬測(cè)圖系統(tǒng)和解析測(cè)圖系統(tǒng)已 無法滿足 上述綜合性的基礎(chǔ)空間信息 生產(chǎn)要求 。充分利用現(xiàn)代 測(cè)繪高新技術(shù)和先進(jìn)裝備， 實(shí)施 城市大比例尺地形圖的 測(cè)繪與更新 ， 建設(shè)相應(yīng) 的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，從 根本上解決 城市建設(shè)與管理對(duì)空間信息需求的 瓶頸問題 ，是當(dāng)前的 緊迫任務(wù) 。因此，可通過以下 途徑有效獲取 城市基礎(chǔ)地理信息： （ 1）野外測(cè)量 。野外測(cè)量是獲取城市基礎(chǔ)地理信息最傳統(tǒng)、最準(zhǔn)確、最具體的方式 ，但其比較 費(fèi)時(shí)費(fèi)力 。如可利用 經(jīng)緯儀或小平板 對(duì)城市基礎(chǔ)空間信息進(jìn)行采集，測(cè)得資料后將其制成通用地圖，再輸入到地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。對(duì)數(shù)據(jù)庫的 局部數(shù)據(jù) 做修改時(shí)也可 直接輸入 實(shí)測(cè)資料。 全站儀 是一種集光、機(jī)、電、微處理器于一體的新型全能測(cè)繪儀器。除具備測(cè)角、測(cè)邊等基本功能外，所有測(cè)量數(shù)據(jù)均以特定的方式記錄和存儲(chǔ)，并可通過電子手簿直接將野外測(cè)量數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)。利用全站儀對(duì)城市基礎(chǔ)空間信息進(jìn)行 采集成果精度高 ，同時(shí)還可 減少野外工作量 。通過 GPS接收機(jī) 在野外接收均勻分布于地球上空的已知方位的衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)解碼、計(jì)算和平差處理也可得到站點(diǎn)的坐標(biāo)信息，為城市基礎(chǔ)空間信息采集 提供了 便捷、準(zhǔn)確、高效的工作手段。 （ 2）掃描數(shù)字化 。 地圖數(shù)字化 是利用數(shù)字化儀，將地圖上的模擬空間信息 轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信息，然后 進(jìn)入計(jì)算機(jī)。 該方法是建立 GIS空間數(shù)據(jù)庫的通用地圖輸入方法，操作簡(jiǎn)單、投入比較經(jīng)濟(jì)。地圖及圖像掃描是通過掃描儀將紙質(zhì)地圖或影像圖片掃描為 點(diǎn)陣 數(shù)字信息，并進(jìn)入計(jì)算機(jī)，然后用 矢量化軟件 對(duì)掃描圖上的點(diǎn)陣信息進(jìn)行 自動(dòng)跟蹤 ，并將其 轉(zhuǎn)換為矢量線劃 信息，或者將掃描圖調(diào)入計(jì)算機(jī)屏幕，進(jìn)行 跟蹤 數(shù)字化，以 獲得 城市基礎(chǔ)空間信息。 （ 3）衛(wèi)星遙感技術(shù) 。衛(wèi)星遙感技術(shù)是 快速獲取 大范圍數(shù)據(jù)的 重要方式之一 。遙感衛(wèi)星影像的空間分辨率、光譜分辨率和時(shí)間分辨率在過去 20多年間已有了很大提高 。 空間分辨率 是指影像上所能看到的地面最小目標(biāo)尺寸，從遙感形成之初的 80m，已提高到 10m、5m、乃至 lm，軍用的甚至可達(dá)到 10cm。 光譜分辨率 指成像的波段范圍，分得越細(xì)，波段越多，光譜分辨率就越高?，F(xiàn)在的技術(shù)可達(dá)到 56nm量級(jí)， 400多個(gè)波段。細(xì)分光譜可以 提高識(shí)別目標(biāo) 性質(zhì)和組成成分的能力。時(shí)間分辨率 指重訪周期的長(zhǎng)短。 目前一般對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的 重訪周期為 15~25天 。通過發(fā)射合理分布的衛(wèi)星星座，高分辨率衛(wèi)星遙感圖像將達(dá)到優(yōu)于 lm的空間分辨率 ， 每隔 3～ 5天 為人類提供反映城市動(dòng)態(tài)變化的翔實(shí)數(shù)據(jù)。高分辨率衛(wèi)星遙感和航空遙感因其分辨率 高的特性 ，在城市空間信息的 獲取和更新 方面發(fā)揮了 獨(dú)特的作用 。高分辨率立體測(cè)繪衛(wèi)星或具有立體測(cè)圖能力的衛(wèi)星已具備了同軌 立體成像的能力 ，可形成無明顯時(shí)間差的立體覆蓋。從數(shù)據(jù)源的獲取及航天攝影測(cè)量理論發(fā)展來分析， “ 衛(wèi)星測(cè)圖 ” 已成為一個(gè)顯著的發(fā)展趨勢(shì) 。這些都為利用衛(wèi)星遙感技術(shù)獲得城市基礎(chǔ)空間信息 提供了便利 。 （ 4）現(xiàn)有數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換輸入 。對(duì)于已輸入計(jì)算機(jī)的其他格式 的空間數(shù)據(jù)，可通過相應(yīng)的 軟件將格式轉(zhuǎn)換為現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫所支持的格式，以 減少 重新輸入的工作量。在轉(zhuǎn)換過程中，由于不同數(shù)據(jù)格式對(duì)數(shù)據(jù)的定義不同，往往會(huì) 丟失部分信息 ，如圖形拓?fù)潢P(guān)系、數(shù)據(jù)類型、屬性數(shù)據(jù)、顏色、符號(hào)及文字注記等，這樣就需要對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) 做一定的編輯處理 ，以在現(xiàn)有數(shù)據(jù) 基礎(chǔ)上 快速、高效地 得到 城市基礎(chǔ)空間信息。 如何 低成本、高精度、高速度地 采集 城市基礎(chǔ)地理信息 是決定 城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施 快速 建立、集成和實(shí)時(shí)更新的 一個(gè)關(guān)鍵因素 ?，F(xiàn)有的城市基礎(chǔ)地理信息 獲取手段各有千秋 ，根據(jù)城市基礎(chǔ)地理信息特點(diǎn)和現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展情況 不斷更新信息獲取手段 是城市基礎(chǔ)地理信息獲取的 必由之路 。 城市三維信息獲取 數(shù)字城市在經(jīng)歷了文檔式、二維數(shù)字城市后，正在向 三維數(shù)字城市方向快速發(fā)展 。三維城市 模型的建立是三維數(shù)字城市的 基礎(chǔ) 。要建立三維城市模型，高精度的三維 數(shù)據(jù)必不可少 。 獲取 城市三維信息是建立三維數(shù)字城市的 第一步 ，也對(duì)城市三維模型的建立起著成敗作用 。近年來，由于微電子技術(shù)、光電技術(shù)、航天技術(shù)、遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等的 迅速發(fā)展 ，大大地 促進(jìn)了 空間信息獲取技術(shù)的發(fā)展，并使之與其他學(xué)科 交叉、融合 ， 形成許多全新 的數(shù)據(jù)獲取技術(shù)。現(xiàn)有的三維信息 獲取方法可分為如下三種 ： （ 1）基于地圖的方法 ?；诘貓D的方法是 利用已有 GIS數(shù)據(jù)、紙質(zhì)地圖和 CAD提供的二維平面數(shù)據(jù)及其他高度輔助數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì) 快速地建立 三維模型。這種三維建模方法如圖 。因此在現(xiàn)有地形圖和建筑物高度屬性數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上 建立微地貌DEM和建筑物 DEM，然后在 GIS軟件系統(tǒng)中 合成 為三維城市模型即可。 地 形 圖 微地貌 DEM 城市 DEM 三維城市 建筑物高度屬性 建筑物 DEM 圖 基于地圖方法的三維城市模型建立流程 我國(guó)進(jìn)行 過幾次大范圍 地形圖 測(cè)圖和 土地利用詳查 ， 有精確 的地形圖和土地利用圖。 20世紀(jì) 70年代 ，隨著遙感和地理信息系統(tǒng) 技術(shù)的引進(jìn) ，我國(guó)地理工作者 利用這些 地形數(shù)據(jù)和土地利用圖， 結(jié)合 遙感技術(shù)，建立并更新 了 GIS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。對(duì)于城市 微地貌 DEM的獲取，信息工程大學(xué)測(cè)繪學(xué)院的 楊旭等研制出 基于彩色地圖的地形三維數(shù)據(jù)快速采集系統(tǒng)。它通過對(duì)彩色地圖圖像進(jìn)行分色、定向、跟蹤等處理，自動(dòng)、快速獲取高精度的地形三維數(shù)據(jù)，以便建立地圖數(shù)據(jù)庫、地形三維模型。 戴仕寶等（ 2022年）提出 共同使用 MapInfo和 Surfer軟件的解決方案。對(duì)于 城市 DEM， 首先 從 CAD圖形符號(hào)及注記中， 提取 高程點(diǎn)、高程值及相關(guān)屬性信息的面積匹配與類型轉(zhuǎn)換； 然后創(chuàng)建 基于 CAD 線劃建筑物的重現(xiàn)點(diǎn) 線拓?fù)潢P(guān)系，生成多邊形； 最后實(shí)現(xiàn) 地形高程與建筑物空間及其屬性特征值的 自動(dòng)獲取 。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步構(gòu)建城市 DEM模型和實(shí)現(xiàn)三維影像顯示，形成由 CAD數(shù)據(jù)→ GIS矢量數(shù)據(jù) → GIS柵格數(shù)據(jù) → 三維影像的一種城市三維建模 集成處理方法 。二維 GIS數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單 建模方法具有 成本低、自動(dòng)化程度高，在某些需要 快速建立 三維模型的 領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用 。 （ 2）基于圖像的方法 ?；趫D像的方法 主要是通過 圖像獲取、處理技術(shù)來 獲得 城市三維信息。這里所說的 圖像包括 一切航空、航天、地面等攝影技術(shù)獲得的 能夠表達(dá) 城市三維信息的圖像。 航天航空 圖像是 最常使用 的數(shù)據(jù)源， 立體圖像 對(duì)可以 取得三維信息 。多年來， 立體攝影測(cè)量 仍然是 獲取地面 三維數(shù)據(jù) 最精確和最可靠 的技術(shù)，是國(guó)家基本比例尺 地形圖測(cè)繪 的重要技術(shù)手段。出現(xiàn)的 新技術(shù)和新方法 如下： ① 城市大比例尺航空攝影技術(shù) 。近年來，國(guó)際、國(guó)內(nèi)在影像的數(shù)字獲取和全數(shù)字處理技術(shù)方面 取得了一些進(jìn)展 。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量也成為 攝影測(cè)量界研究和應(yīng)用的 一大熱點(diǎn) 。數(shù)字航攝儀取代 膠片航空攝影儀， 實(shí)現(xiàn)了 攝影測(cè)量處理流程的全數(shù)字化。各種