摘要：古樹(shù)名木是珍貴的自然與文化遺產(chǎn)，它的養(yǎng)護(hù)管理意義非常重要。古樹(shù)名木測(cè)量及數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是城市古樹(shù)名木養(yǎng)護(hù)管理的有效措施和重要數(shù)據(jù)支持，基于工作實(shí)踐探討了福州市古樹(shù)名木測(cè)量建庫(kù)工作，對(duì)福州市古樹(shù)名木測(cè)量建庫(kù)的整體設(shè)計(jì)及技術(shù)路線進(jìn)行探討并闡述了具體實(shí)施流程，通過(guò)數(shù)據(jù)分析和挖掘，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合各種信息技術(shù)的拓展使用進(jìn)行了展望，為城市園林制定科學(xué)的保護(hù)和管理措施提供依據(jù)，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：古樹(shù)名木；自然與文化遺產(chǎn)；養(yǎng)護(hù)；數(shù)據(jù)庫(kù)

一、前言

古樹(shù)名木是珍貴的自然與文化遺產(chǎn)，被稱(chēng)為“活的文物”“綠色化石”[1]。福州市自然條件優(yōu)越，擁有豐富的古樹(shù)名木資源，古樹(shù)名木同時(shí)承載著豐富的歷史文化和生態(tài)價(jià)值，是城市綠化系統(tǒng)的重要組成部分。近年來(lái)，福州市積極推進(jìn)生態(tài)文明城市建設(shè)，但隨著城市建設(shè)的快速開(kāi)展，不可避免地影響到古樹(shù)名木的原生環(huán)境，且福州位于東南沿海，每年都會(huì)遭遇臺(tái)風(fēng)，古樹(shù)名木受臺(tái)風(fēng)災(zāi)害影響較大。同時(shí)，福州市古樹(shù)名木區(qū)域分散，原有的古樹(shù)名木基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)陳舊，受到破壞或移栽等信息均未及時(shí)得到更新維護(hù)，數(shù)據(jù)存在大量缺漏和錯(cuò)誤，造成部分古樹(shù)名木長(zhǎng)期得不到監(jiān)管和養(yǎng)護(hù)，生長(zhǎng)現(xiàn)狀較差甚至死亡。隨著數(shù)字福州建設(shè)的推進(jìn)，福州市已經(jīng)建立數(shù)字園林系統(tǒng)和綠化養(yǎng)護(hù)監(jiān)管系統(tǒng)等基于地理信息技術(shù)來(lái)幫助城市園林綠化管理工作。傳統(tǒng)的古樹(shù)名木管理方式已難以滿足現(xiàn)代化城市管理的需求，因此，與時(shí)俱進(jìn)地建立科學(xué)、高效的古樹(shù)名木數(shù)據(jù)庫(kù)成為當(dāng)務(wù)之急，以求更好地將古樹(shù)名木保護(hù)起來(lái)，隨時(shí)掌握古樹(shù)名木的最新?tīng)顩r，讓管理者更好了解每一株古樹(shù)名木的生長(zhǎng)環(huán)境和生存情況。

二、研究綜述

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)古樹(shù)名木建庫(kù)相關(guān)文獻(xiàn)的研讀，發(fā)現(xiàn)古樹(shù)名木數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)在技術(shù)上已日趨成熟，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在數(shù)據(jù)更新不及時(shí)、信息共享程度低等問(wèn)題。福州市在古樹(shù)名木保護(hù)和管理方面具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已不能滿足當(dāng)前管理的需要。因此，本次實(shí)踐旨在通過(guò)測(cè)量建庫(kù)的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)福州市主城區(qū)掛牌古樹(shù)名木資源的全面、準(zhǔn)確掌握。建立古樹(shù)名木地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，使園林管理部門(mén)可以在地理信息系統(tǒng)的幫助下，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確查詢古樹(shù)名木的空間分布、生長(zhǎng)環(huán)境、生存狀態(tài)等，通過(guò)信息化技術(shù)手段提升古樹(shù)名木管理和日常養(yǎng)護(hù)的工作效率[2]。

三、建設(shè)內(nèi)容與技術(shù)路線

本次實(shí)踐的建設(shè)內(nèi)容主要包括對(duì)福州市主城區(qū)范圍內(nèi)的掛牌古樹(shù)名木進(jìn)行實(shí)地調(diào)查、測(cè)量及數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。技術(shù)路線上，采用了測(cè)繪、遙感、激光雷達(dá)掃描等先進(jìn)技術(shù)，以獲取古樹(shù)名木的位置、高程、樹(shù)高、冠幅等關(guān)鍵信息。同時(shí)，結(jié)合已有的古樹(shù)名木數(shù)據(jù)庫(kù)及相關(guān)資料，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與分析，形成一套完整的古樹(shù)名木數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，注重技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用。例如，利用機(jī)載激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)快速獲取樹(shù)高信息，提高了測(cè)量精度和效率；通過(guò)航飛影像繪制樹(shù)冠投影面，量取冠幅，實(shí)現(xiàn)了對(duì)古樹(shù)名木形態(tài)特征的準(zhǔn)確描述。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅提升了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和效率，也為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析提供了有力支持?？傮w技術(shù)路線圖如圖1所示。

四、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與應(yīng)用

數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)收集到的古樹(shù)名木數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分類(lèi)和存儲(chǔ)。同時(shí)，利用地理信息技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行可視化展示和查詢分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)古樹(shù)名木空間分布、生長(zhǎng)環(huán)境、生存狀態(tài)等信息的快速獲取和展示。

（一）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

福州市古樹(shù)名木地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)遵循標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的原則進(jìn)行，根據(jù)不同數(shù)據(jù)類(lèi)型建立多個(gè)數(shù)據(jù)子類(lèi)，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、專(zhuān)題數(shù)據(jù)等。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)又利用先進(jìn)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各分散信息之間的有機(jī)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)非空間數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)之間、非空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的集成與融合，為實(shí)現(xiàn)信息共享、服務(wù)等提供基礎(chǔ)的信息支撐。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：用福州市已有的電子地圖數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)庫(kù)的基底數(shù)據(jù)。通過(guò)軟件功能優(yōu)化數(shù)據(jù)可視化功能，使古樹(shù)名木專(zhuān)題數(shù)據(jù)展示更加直觀、易懂，可以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的定位分析，為制定科學(xué)的保護(hù)和管理措施提供依據(jù)。

專(zhuān)題數(shù)據(jù)：古樹(shù)名木專(zhuān)題數(shù)據(jù)獲取可分為外業(yè)調(diào)查測(cè)量采集與內(nèi)業(yè)資料整理兩大工序，前者主要進(jìn)行相關(guān)資料的收集、外業(yè)數(shù)據(jù)測(cè)量采集，后者則是在前者基礎(chǔ)上進(jìn)行資料數(shù)據(jù)規(guī)范化整理等。

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)屬性表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分，設(shè)計(jì)滿足項(xiàng)目所需的數(shù)據(jù)庫(kù)圖層及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)屬性表[4]。

1.數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

采用ArcGIS File GeoDatabase（GDB）實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，所有的空間地理信息數(shù)據(jù)都被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)既保存了屬性數(shù)據(jù)又保存了空間數(shù)據(jù)[3]。古樹(shù)名木外業(yè)現(xiàn)狀圖采集數(shù)據(jù)以jpg文件目錄格式存儲(chǔ)，為廣泛使用的圖片格式，便于后期應(yīng)用系統(tǒng)快速調(diào)用顯示數(shù)據(jù)。通過(guò)文件名與圖層建立關(guān)聯(lián)。具體數(shù)據(jù)有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、古樹(shù)名木數(shù)據(jù)（點(diǎn)）、保護(hù)區(qū)范圍數(shù)據(jù)（面）和外業(yè)現(xiàn)狀圖采集照片（JPG格式）。

2.數(shù)據(jù)屬性表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

此次項(xiàng)目涉及的數(shù)據(jù)屬性表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含古樹(shù)名木數(shù)據(jù)屬性表和保護(hù)區(qū)范圍數(shù)據(jù)屬性表。古樹(shù)名木數(shù)據(jù)屬性表包括古樹(shù)名木的掛牌號(hào)、位置、樹(shù)高、樹(shù)圍、樹(shù)種、樹(shù)齡等相關(guān)屬性信息。保護(hù)區(qū)范圍數(shù)據(jù)指的是古樹(shù)名木樹(shù)冠四至外擴(kuò)5米的范圍面，其屬性表主要包括掛牌號(hào)和面積兩個(gè)屬性信息。古樹(shù)名木數(shù)據(jù)（點(diǎn)）表數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)示例見(jiàn)表1。

（二）主要數(shù)據(jù)源分析

根據(jù)本項(xiàng)目的建設(shè)內(nèi)容，搜集了下列數(shù)據(jù)資料：

1.福州市最新1：500比例尺地形圖（DLG）：dwg數(shù)據(jù)格式。該類(lèi)數(shù)據(jù)要素類(lèi)型全面、精度高，可用于部分古樹(shù)名木平面位置及樹(shù)底高程數(shù)據(jù)的采集。

2.福州市最新正射影像數(shù)據(jù)（DOM）：img數(shù)據(jù)格式，分辨率0.20米，此數(shù)據(jù)精度高、信息豐富、直觀真實(shí)?？捎糜诓糠止艠?shù)名木位置、樹(shù)冠及冠幅數(shù)據(jù)的測(cè)量采集。

3.福州市數(shù)字高程模型（DEM）：用于地面高程數(shù)據(jù)采集。

4.福州市激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)：密度為las數(shù)據(jù)格式，10點(diǎn)/平方米，可用于古樹(shù)名木樹(shù)高、冠幅、樹(shù)底高程等內(nèi)業(yè)采集。

5.福州市園林中心古樹(shù)名木臺(tái)賬清單：word、excel格式。用于市管、區(qū)管的古樹(shù)名木界定，樹(shù)齡、樹(shù)種、保護(hù)級(jí)別等屬性的提取。

（三）外業(yè)調(diào)查測(cè)量

外業(yè)調(diào)查測(cè)量?jī)?nèi)容主要包括古樹(shù)名木的平面位置定位、樹(shù)底高程量取、樹(shù)圍測(cè)量、生長(zhǎng)狀況、現(xiàn)狀圖數(shù)據(jù)采集和外業(yè)調(diào)查草圖等。根據(jù)園林中心提供的古樹(shù)名木臺(tái)賬分析整理列出調(diào)查清單，準(zhǔn)備外業(yè)調(diào)查表。利用地形圖、影像圖等資料將古樹(shù)名木定位點(diǎn)展示在影像底圖上，制作調(diào)查底圖；結(jié)合古樹(shù)名木現(xiàn)有的養(yǎng)護(hù)管理方式，將調(diào)查區(qū)域進(jìn)行合理劃分，有效開(kāi)展外業(yè)調(diào)查測(cè)量工作。

1.平面位置、高程測(cè)量方法

使用GNSS接收機(jī)，用網(wǎng)絡(luò)RTK法直接測(cè)量。

（1）對(duì)于樹(shù)底信號(hào)較弱，無(wú)法直接用RTK法測(cè)量的，則根據(jù)附近GNSS測(cè)量控制點(diǎn)，用全站儀對(duì)古樹(shù)名木進(jìn)行平面位置和高程的測(cè)量。

（2）交匯法。根據(jù)實(shí)地情況，結(jié)合調(diào)查底圖，將古樹(shù)名木位置標(biāo)記在調(diào)查底圖上，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定2至3個(gè)地形特征點(diǎn)與古樹(shù)名木實(shí)際位置的距離，將距離描繪在草圖上，內(nèi)業(yè)時(shí)采用距離交會(huì)法確定古樹(shù)名木的平面位置。

2.樹(shù)底高程測(cè)量

在儀器測(cè)量的基礎(chǔ)上，采用福州市勘測(cè)院的GNSS綜合服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行似大地水準(zhǔn)面精化，得到準(zhǔn)確的樹(shù)底高程值。對(duì)于有基底的古樹(shù)名木，需要記錄基底的高度，在內(nèi)業(yè)量測(cè)樹(shù)底高程時(shí)可以利用附近的地面高程加上基底高度，得到準(zhǔn)確的樹(shù)底高程值。

3.樹(shù)圍測(cè)量

統(tǒng)一在離地面以上1.3米高處對(duì)樹(shù)圍進(jìn)行測(cè)量，用皮尺等工具沿樹(shù)徑圍成一圈量取周長(zhǎng)，有多個(gè)主干時(shí)，分別量取記錄各主干的樹(shù)徑周長(zhǎng)。

4.現(xiàn)狀圖數(shù)據(jù)采集

調(diào)查人員需從5個(gè)不同角度拍攝古樹(shù)名木現(xiàn)狀，分別為古樹(shù)名木的樹(shù)牌照片（對(duì)于無(wú)牌古樹(shù)名木可不采集）、古樹(shù)名木的全貌照片一（遠(yuǎn)景拍攝）、古樹(shù)名木的全貌照片二（盡量在第2角度的斜對(duì)角方向進(jìn)行取景）、古樹(shù)名木的基底照片（反應(yīng)根部的保護(hù)現(xiàn)狀）、古樹(shù)名木的樹(shù)干第一級(jí)分叉位置（由下往上拍攝）。古樹(shù)名木外業(yè)采集現(xiàn)狀圖存儲(chǔ)路徑設(shè)為二級(jí)目錄，一級(jí)目錄為“樹(shù)牌號(hào)”，5張圖片保存在對(duì)應(yīng)“樹(shù)牌號(hào)”目錄下方，以一樹(shù)一檔的方式保存。

5.填寫(xiě)外業(yè)調(diào)查表

將上述調(diào)查內(nèi)容：樹(shù)牌號(hào)、位置（繪制草圖）、樹(shù)圍、基底高度、生長(zhǎng)狀況、場(chǎng)地類(lèi)型等信息記錄在外業(yè)調(diào)查表上，供內(nèi)業(yè)整理入庫(kù)。

（四）內(nèi)業(yè)測(cè)量

內(nèi)業(yè)測(cè)量?jī)?nèi)容主要包括古樹(shù)名木的平面位置轉(zhuǎn)繪、高程、樹(shù)高、冠幅、保護(hù)區(qū)范圍等屬性信息。

1.古樹(shù)名木平面位置轉(zhuǎn)繪

以地形圖或高清影像圖為基礎(chǔ)，根據(jù)外業(yè)調(diào)查草圖或RTK、全站儀直接測(cè)量出來(lái)的坐標(biāo)，將古樹(shù)名木平面位置準(zhǔn)確展繪在空間數(shù)據(jù)中。

2.高程、樹(shù)高測(cè)量

以激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用點(diǎn)云查看軟件查看古樹(shù)名木的剖面圖，在剖面上量取古樹(shù)名木的樹(shù)頂高程和地面高程，如圖2所示。當(dāng)樹(shù)基底高度不為零時(shí)，需要將量取的地面高程加上基底高度作為樹(shù)底高程，樹(shù)高=樹(shù)頂高程-樹(shù)底高程。

3.冠幅測(cè)量

以高清影像圖為基礎(chǔ)，根據(jù)影像特征，繪制樹(shù)的樹(shù)冠范圍面，量取該面最長(zhǎng)的兩點(diǎn)距離作為古樹(shù)名木的冠幅。

4.保護(hù)區(qū)范圍

在古樹(shù)名木樹(shù)冠范圍面的基礎(chǔ)上向外延伸5米，作為古樹(shù)名木保護(hù)區(qū)范圍面。

（五）屬性補(bǔ)充錄入與數(shù)據(jù)建庫(kù)

1.內(nèi)業(yè)屬性補(bǔ)充錄入

因數(shù)據(jù)各類(lèi)屬性分別通過(guò)不同方式獲得，故需要內(nèi)業(yè)通過(guò)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)整理屬性信息。選擇一款合適的地理信息軟件，如ArcGIS為數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，參照基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)、高分辨率影像圖等數(shù)據(jù)按照信息化建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各屬性信息進(jìn)行內(nèi)業(yè)采集整理，將相關(guān)屬性信息等錄入軟件中并用關(guān)鍵字進(jìn)行對(duì)應(yīng)匹配，具體如下：

（1）將外業(yè)量測(cè)獲取的樹(shù)徑周長(zhǎng)錄入屬性表樹(shù)圍字段中。

（2）對(duì)通過(guò)外業(yè)獲取的屬性信息還有掛牌號(hào)、長(zhǎng)勢(shì)、生長(zhǎng)地點(diǎn)、場(chǎng)地類(lèi)型等進(jìn)行規(guī)范補(bǔ)錄。

（3）屬性字段樹(shù)底高程則是內(nèi)業(yè)通過(guò)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)量測(cè)古樹(shù)名木附近地面高程加上外業(yè)量測(cè)的基底高度來(lái)獲取樹(shù)底高程的。

（4）屬性字段樹(shù)高則是內(nèi)業(yè)通過(guò)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)量取古樹(shù)名木的樹(shù)頂高程減去樹(shù)底高程來(lái)獲取樹(shù)高的。

（5）冠幅則是內(nèi)業(yè)通過(guò)高清影像圖量測(cè)古樹(shù)名木的樹(shù)冠范圍面中最長(zhǎng)的兩點(diǎn)距離來(lái)獲取冠幅屬性。

（6）其他樹(shù)種、樹(shù)齡、科類(lèi)、屬類(lèi)、保護(hù)級(jí)別、管護(hù)責(zé)任單位[5]等屬性信息是通過(guò)與市、區(qū)園林局提供的古樹(shù)名木臺(tái)賬資料進(jìn)行關(guān)聯(lián)獲取。

總之就是將各類(lèi)外業(yè)調(diào)查量測(cè)數(shù)據(jù)、內(nèi)業(yè)量測(cè)數(shù)據(jù)等均按照信息化建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)古樹(shù)名木的點(diǎn)、面、照片及其相關(guān)屬性等信息進(jìn)行內(nèi)業(yè)規(guī)范化整理。

2.圖形編輯處理

對(duì)內(nèi)外業(yè)等各種數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形和屬性的接邊、合并等編輯處理，如層名字段規(guī)范性、數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)錯(cuò)漏、圖屬關(guān)聯(lián)及接邊等處理。最后在ArcGIS平臺(tái)下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)面、碎面等拓?fù)錂z查、修改處理。

3.數(shù)據(jù)建庫(kù)

采用ARCGIS File GeoDatabase（GDB）實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性進(jìn)行圖形拓?fù)渚庉嫛D屬關(guān)聯(lián)、層名及字段規(guī)范化等檢查入庫(kù)。本步驟可利用各種信息技術(shù)軟件功能，取長(zhǎng)補(bǔ)短對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交互檢查修改，并且可以檢查數(shù)據(jù)中如圖屬關(guān)聯(lián)、唯一性、重錯(cuò)漏等肉眼不好判斷的問(wèn)題。最后，各數(shù)據(jù)圖層按要求導(dǎo)入建立福州市古樹(shù)名木信息數(shù)據(jù)庫(kù)（GDB）。數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)具備空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，便于利用地理信息系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行瀏覽、查詢等。

（六）數(shù)據(jù)應(yīng)用

古樹(shù)名木數(shù)據(jù)庫(kù)為制定科學(xué)的保護(hù)和管理措施提供依據(jù)，還可根據(jù)管理部門(mén)實(shí)際需求進(jìn)行拓展使用：比如制定“二維碼身份掛牌”向公眾展示古樹(shù)名木的信息；結(jié)合360全景拍攝及種植樹(shù)木芯片技術(shù)，可更加全面地記錄古樹(shù)名木信息，記錄其移植管理等全生命周期信息，為古樹(shù)名木日常養(yǎng)護(hù)提供更加詳細(xì)的參考數(shù)據(jù)；可按需求開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)程序?qū)崿F(xiàn)批量生成定制的屬性表和圖片，同時(shí)輸出圖文并茂的古樹(shù)名木一樹(shù)一檔成果檔案等。

五、結(jié)語(yǔ)

本次福州市古樹(shù)名木測(cè)量建庫(kù)實(shí)踐通過(guò)綜合運(yùn)用多種先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)古樹(shù)名木資源的全面調(diào)查和準(zhǔn)確測(cè)量，建成了福州市主城區(qū)1521棵主要古樹(shù)名木的調(diào)查測(cè)量和建庫(kù)工作，形成完善的古樹(shù)名木地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為城市園林管理提供了有力的數(shù)據(jù)支持。項(xiàng)目成果結(jié)合各部門(mén)地理信息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)古樹(shù)名木的分級(jí)分區(qū)、精細(xì)化、差異化管理等需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)古樹(shù)名木有效、針對(duì)性養(yǎng)護(hù)管理，有力推動(dòng)古樹(shù)名木保護(hù)和管理工作的科學(xué)化和規(guī)范化發(fā)展。

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作者單位：福州市勘測(cè)院有限公司

責(zé)任編輯：王穎振、鄭凱津