关于新型基础测绘地理实体转换与空间身份编码的应用探索

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

樊炳见

南宁市自然资源信息集团有限公司,广西 南宁 530000

摘要

随着信息技术的快速发展,地理信息系统在现代社会中的应用日益广泛。新型基础测绘技术如卫星遥感和激光雷达,以其高精度、高效率的特点,为地理实体转换提供了强大的工具支持。同时,空间身份编码系统的引入为位置信息的管理和应用带来全新解决方案,极大地提升空间数据的可操作性和实用性。基于此,本文将深入探讨这些技术在现代城市管理、资源利用和环境保护中的应用案例,分析其在提升数据精度、优化资源配置和改善生活质量方面的实际效果,并探讨其未来发展趋势和潜力。


关键词

新型基础测绘技术;地理实体转换;空间身份编码

正文


0引言

新型测绘技术如卫星遥感和激光雷达以其高精度的数据获取和处理能力,显著提升着地理实体转换的精度和效率,特别是在复杂地理环境下的应用,空间身份编码系统通过独特的空间标识方法,为各种应用场景提供了高效的位置识别和管理解决方案,涵盖了城市规划、资源管理、环境保护和交通运输等多个领域。

1地理实体转换技术

1.1 地理实体模型与表示

地理实体模型与表示是地理信息系统(GIS)中关键的基础概念之一,它们定义了如何描述和组织地球表面的实体和现象。地理实体模型通常基于空间数据的特征和属性,如位置、形状、大小、属性等,以便有效地存储、查询和分析地理信息。常见的地理实体模型包括矢量模型和栅格模型矢量模型通过点、线、面等几何要素来描述地理现象,适用于精确的地理特征表示和空间分析。而栅格模型则将地理空间分成规则网格或像元,每个像元包含有关地理现象的信息,适用于需要连续数据表示和分析的场景。地理实体模型的选择取决于数据的性质、应用的需求以及处理和分析的方式。

1.2 传统地理实体转换方法概述

传统地理实体转换方法主要包括地理坐标转换和坐标系转换两大类地理坐标转换是将一个地理坐标系的坐标转换为另一个地理坐标系的过程,主要用于解决不同坐标系之间的数据互操作性问题。常见的地理坐标转换方法包括七参数、十参数、十五参数等数学模型的应用,通过确定各个参数的数值,实现不同地理坐标系之间的转换另一方面,坐标系转换则是将地理数据从一种坐标系投影到另一种坐标系的过程,通常涉及到投影方法、投影参数等多个方面的调整与应用,以适应不同尺度和精度的地理数据表达和处理需求。传统地理实体转换方法在实践中广泛应用于地理信息系统、地理空间数据管理、地图制图及导航系统等领域,为地理数据的整合和应用提供了重要技术支持。

2空间身份编码技术

2.1 空间身份编码的概念与定义

空间身份编码是一种用于唯一标识和定位地理空间位置的编码系统它将地理位置抽象为一个唯一的编码,通常由数字和字符组成,以便于计算机系统处理和识别。空间身份编码不仅仅是一种地理坐标的表示方式,更重要的是它能够解决地理位置信息在不同系统和应用之间的语义一致性和互操作性问题。在定义上,空间身份编码应包括以下几个方面:首先,它应具备地理位置的唯一性,即每个位置应对应唯一的编码;其次,编码应具备可扩展性和精确性,能够处理各种地理尺度和精度的位置信息;最后,编码应易于生成和使用,便于不同用户和应用系统的接入和应用。

2.2 空间身份编码的应用领域

首先,它在城市规划与管理中起重要作用,例如在城市地理信息系统(Urban GIS)中,通过空间身份编码可以精确标识城市中的各种设施和资源,支持城市基础设施的管理和规划。其次,空间身份编码在交通运输领域的应用也十分广泛,如智能导航系统和交通管理系统中,通过空间身份编码可以实现精确的位置导航和实时交通信息的管理。此外,空间身份编码还被广泛应用于应急响应和灾害管理领域,能够帮助准确定位灾害发生地点并进行有效的救援和管理。再者,空间身份编码还在电子商务、物流管理、环境监测等多个领域中发挥着重要作用,促进地理信息数据标准化和应用普及。

2.3 主流空间身份编码系统分析与比较

当前,市场上存在多种主流的空间身份编码系统,每种系统都有其独特的特点和应用场景。其中,国际化的系统如What3WordsMapcode等,通过将全球划分为多个小区域,并为每个小区域分配了一个独特的编码,实现全球范围内精确定位和位置标识为用户提供简单易用的地理位置识别方式。同时,国内的系统如百度地图的Geohash和腾讯地图的四至八字编码,更多基于本地化的地理特征和应用需求,致力于为国内用户提供高效精准的位置服务在技术实现和应用场景上存在差异,如精度要求、数据更新频率、系统兼容性等方面有所不同,用户在选择和应用时需要根据具体需求进行合理的选择和比较。综上所述,不同的空间身份编码系统在全球范围内及特定地域内都有其独特的优势和适用性,其发展和应用将进一步推动地理信息技术的创新和应用普及化。

3新型基础测绘技术在地理实体转换中的应用

3.1 新技术对地理实体转换精度的提升

随着科技进步和测绘技术的不断发展,传统测绘技术在处理复杂地形和地貌时常面临精度和准确性的挑战,而新型技术如卫星遥感、激光雷达(LiDAR)和无人机测绘等,通过高精度的数据采集和处理,极大地提高了地理实体转换的精度。例如,卫星遥感技术能够实时获取地球表面的多光谱影像数据,通过精确的地理定位和图像处理算法,提供高分辨率、全球范围的地理数据支持,为地理实体转换提供更为准确和详细的基础数据。此外,激光雷达技术作为一种高精度三维测量技术,能够实现对地表和建筑物等复杂地物的精确测量和数据获取。通过激光雷达扫描获取的点云数据,可以在数字化模型中精确重建地理实体的形状和位置,进而支持各种地理实体转换任务,如地图更新、城市规划和资源管理等。无人机测绘技术则通过小型化、灵活化的飞行平台和高分辨率的传感器,实现了对地理实体的快速、定制化数据采集,尤其适用于地形复杂或难以进入的区域,为地理实体转换的精度提升提供新的解决方案和工具支持。

3.2 新技术在复杂地理环境下的适用性分析

传统的测绘方法常常受限于地形复杂、植被覆盖密集或难以进入的区域,而卫星遥感技术的进步则克服了这些挑战卫星遥感技术能够从高空获取数据,不受地表障碍物影响,因此在山地、森林等难以直接接触和测量的地区表现突出。通过多光谱和高光谱影像,卫星遥感技术不仅能够准确捕捉地表特征,还能区分不同类型的地表覆盖和土地使用,为复杂地理环境下的地理实体转换提供了高精度和全面性的数据支持。此外,激光雷达通过发射激光脉冲并测量返回时间来获取地表和地形的精确三维数据,无论是在城市建筑物密集区域还是在山区峡谷地带,激光雷达都能提供高密度、高分辨率的地形数据这种技术的高精度和全面性使其在复杂地理环境中能够准确捕捉地物的几何形状和结构,为地理实体转换中的空间分析和建模提供可靠基础特别是在需要进行精确的地表模型建立、地形分析和城市规划等任务时,激光雷达的应用效果尤为显著。

3.3 实际案例分析与应用效果评估

新型基础测绘技术在地理实体转换中的实际案例分析显示了其在不同应用场景下的显著效果和优势,以卫星遥感技术为例,NASALandsat卫星系列提供的多光谱影像数据被广泛应用于地表覆盖分类和土地利用监测。通过这些数据,可以实现对复杂地理环境中不同地物类型的识别和区分,从而支持城市规划、农业管理和环境监测等多个领域的决策制定和资源管理。例如,在城市更新项目中,利用卫星遥感数据可以精确识别和评估建筑物的空间分布和土地利用情况,为城市规划者提供科学依据和决策支持,从而实现城市空间的合理利用和可持续发展。另一方面,激光雷达技术在复杂地理环境下的实际应用也取得显著成效,以美国国家地理空间情报局(NGA)的项目为例,他们利用激光雷达数据进行了大规模的地形测量和三维建模,以支持军事行动和灾害响应。因为激光雷达能够在高山地区和密林深处进行高精度的地形测绘,为军事人员和救援人员提供精确地理数据,帮助其规划行动路线和资源分配。在地质灾害监测和预警方面,激光雷达还能够快速识别和评估地质灾害隐患区域,提前采取有效的防范和应对措施,保障人员和财产安全。

4 空间身份编码系统在实际应用中的效果评估

4.1 系统在城市规划与管理中的应用

一方面,空间身份编码系统在城市规划与管理中展示显著的应用效果,为城市空间的精准管理和资源优化配置提供重要支持。例如,英国伦敦市政府在城市更新和交通管理方面采用了What3Words系统,将整个城市划分为三米乘三米的方格,每个方格用三个单词唯一标识,从而实现对城市内每个具体位置的精确定位和管理不仅能够提高城市规划者对城市资源和设施的管理效率,还改善公共服务的响应速度和质量,为居民生活带来便利和安全保障。另一方面,空间身份编码系统在城市建设项目管理中的应用也显示出其在提升项目执行效率和质量控制方面的优势。以中国的城市规划和土地管理为例,通过使用基于地图编码的系统,政府能够精确监控和管理城市土地利用,有效防止违规建设和资源浪费现象。通过空间身份编码系统,可以实现对土地所有权、土地用途和建筑物规划的动态管理,为城市的可持续发展提供坚实的技术支持和数据基础提升城市空间管理效率、优化资源配置和改善公共服务质量。特别是,随着技术的进一步成熟和应用场景的拓展,空间身份编码系统将继续在全球范围内推动城市智慧化管理和数字化转型,为城市居民提供更加便捷和高效的生活环境。

4.2 系统在资源管理与环境保护中的实际效果

空间身份编码系统在资源管理与环境保护领域展示显著的实际效果,通过精准的空间标识和管理,有效支持了自然资源的可持续利用和环境保护工作。例如,澳大利亚的Geospatial Commission利用类似于What3Words的系统,将国家内的偏远和自然保护区域进行精确划分和管理。因为这些区域常常存在着资源开发与环境保护的平衡问题,通过空间身份编码系统,政府和相关机构能够实现对各个地理位置的精确监控和管控,确保资源的可持续开发和生态系统的保护。在环境监测和灾害响应方面,空间身份编码系统也展示其在提升应急响应能力和减少灾害损失方面的重要作用。例如,欧洲某些地区利用该系统进行洪水预警和应急救援工作,通过将洪水风险区域精确标记和实时监测,有效提前预警居民和准备救援措施,大大减少灾害造成的人员伤亡和财产损失,提高环境监测精确度,加强政府和公民之间的信息共享和应对协作,提升社会整体的安全性和可持续发展的保障能力。

4.3 系统在交通运输与应急响应中的应用案例分析

空间身份编码系统在交通运输与应急响应领域展示出其在提升效率和安全性方面的显著作用。例如,美国部分地区的交通管理部门利用类似What3Words的系统,将道路网和交通枢纽进行精确标记,以支持交通流量监控和道路交通管理。通过将每个具体位置与唯一的三词组合关联起来,系统使得交通指挥中心能够快速定位事故现场、实施交通疏导和救援行动,从而大大提高交通运输系统的应急响应效率和道路安全管理水平。另一方面,空间身份编码系统在公共交通管理中也发挥着重要作用。例如,英国伦敦地铁系统采用类似系统进行车站和出入口的精确定位,帮助乘客准确规划路线、找到最近的出入口以及方便应急服务和管理人员在需要时快速定位和响应,这种精确的空间标识不仅能够提升公共交通系统的用户体验,还能有效提高系统运营的效率和安全性,为城市居民和访客提供便捷和安全的出行体验。

 

在现代地理信息系统的背景下,新型基础测绘技术和空间身份编码系统展示在地理实体转换和空间标识领域的重要应用潜力。新型基础测绘技术,如卫星遥感和激光雷达,通过高精度的数据获取和三维建模,显著提升了地理实体转换的精度和效率,尤其是在复杂地理环境下的应用表现突出。与此同时,空间身份编码系统通过独特的空间标识方法,为各种应用场景提供高效的位置识别和管理解决方案,涵盖了城市规划、资源管理、环境保护以及交通运输等多个领域这些技术的结合不仅有效推动地理信息系统的创新发展,也为全球社会提供更智能、精确和可持续的空间信息管理工具,促进现代城市管理和资源利用的科技进步。

[1] 石喜阳.一种基于空间位置的地理实体空间身份编码方法[J].长江信息通信,2024,37(05):36-39.

[2] 张丽欣.基础地理信息数据与基础地理实体数据转换浅析[J].经纬天地,2024,(03):59-62.

 

 

 


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