利用正射影像更新1∶10000地形圖的生產實踐

王志明+賈永強

摘 要： 1∶10000地形圖是基礎測繪的主要組成部分，對于城鎮、經濟發達地區需要定期更新，利用正射影像更新地形圖，能適應地物變化快而地貌基本沒有改變的地區，在正射影像上識別采集后的地物要素，還需外業補調或補測，最后編輯成圖。

關鍵詞： DOM制作； 正射影像采集； 疊加套合； 外業核查補調

1∶10000地形圖是國家基本比例尺地形圖，屬中小比例尺范疇。1∶10000地形圖主要用于縣、市一級區域的城鎮規劃、地形評價、礦山開采選址、鐵路或公路建設選線、土地資源調查、林業科學研究、水利電力項目勘察與設計以及國防建設用圖等領域，1∶10000地形圖還可作為編制更小比例尺地形圖或專題地圖的基礎資料。本文以呼和浩特市區域范圍120幅1∶10000數字地形圖生產實踐為例，介紹采用正射影像更新1∶10000數字地形圖的生產方法。

1. 任務概述

1.1 航攝資料

呼和浩特市120幅1∶10000地形圖更新測繪任務，是以呼和浩特市城區為中心，范圍覆蓋新城區、賽罕區、回民區和玉泉區，測區面積2926.8km2。測區舊地形圖生產數據源是2004年與2009年的航空影像，本次更新測繪以2012年的航空影像為基礎數據，航攝資料比較情況見表1：

從表中的航攝資料情況可分析，更新圖采用彩色數碼航攝資料，分辨率高，有利于地物更新。

1.2 新舊地形圖坐標系不同

測區舊地形圖平面坐標為1980西安坐標系，更新圖采用2000國家大地坐標系，高程系統都是1985國家高程基準。

1.3 像控點資料

舊圖像控點成果全部覆蓋作業區，當時布點方法按傳統區域網布點，并且框幅式航片，布設像控點較多，本次所用航空影像是推掃式條帶影像，利用軟件空三加密，僅需少量的像控點，故選取部分2004年和2009年航空影像上的像片控制點，就能夠滿足本次空中三角測量的要求。

2. 任務實施

2.1 確定更新方法

呼和浩特市120幅作業區，重點更新區域為呼市建成區及城郊接合處。外圍更新重點是交通要素、植被要素。地物變化分析：新增鐵路、公路及街道（含改建、擴建）；城中村改造，原有村莊改變為居民小區；舊城棚戶區改造，改造后建有高層或超高層建筑；農村居民地擴大，原有耕地減少，耕地改建為大棚或養殖場等設施農用地。土地整理項目實施區域，農田渠網、路網有較大變化。根據上述情況，按分要素更新作業。主要更新交通、居民地、水系、植被等地物要素，地貌與舊圖基本沒有變化，故地貌要素（等高線、高程點等）一般不作更新。

2.2 作業流程

本次更新任務，先采用數字航空攝影測量的方法，更新數字正射影像圖（DOM），然后利用DOM，采用數字正射影像圖采集法，更新數字線劃地形圖（DLG），工藝流程如圖1。

（1）空中三角測量

由于舊圖平面坐標系與新圖不同，所以在空中三角測量之前，先將舊像控點成果轉換成2000國家大地坐標系成果。利用同名影像的相似性，選取滿足本次影像資料布點方案的像控點，將其在新數碼影像上重新定位（直接在計算機上），這樣做的目的，是為省去外業像片控制測量這道工序，從而節約經費，提供工作效率。經加密平差解算，加密數據能夠滿足空中三角測量的精度要求，具體見表2。

（2）數字正攝影像圖（DOM）制作

用于微分糾正制作DOM的DEM，采用舊圖DEM成果，使用前同樣需坐標轉換。因地貌基本沒有變化，可直接使用。新制作的DOM成果地面分辨率為1米，彩色影像，色調均勻，紋理清楚，符合1∶10000數字正射影像圖精度要求，作為更新DLG的基礎數據。DOM制作工藝流程如圖2。

（3）數字線劃圖（DLG）生產

DLG生產采用正射影像采集法，本次作業數據采集與編輯軟件均為Geoway3.6。將更新后的DOM作為背景影像，疊加原圖DLG地物部分，進行分析比對。按影像位置采集變化了的地物要素，與影像不套合或套合超限的舊圖DLG地物要素，也一并修正。影像上已消失的DLG要素同時刪除。

DLG數據采集執行《CH/T 9006-2010 1∶5000 1∶10000基礎地理信息數字產品更新規范》，分居民地及設施、水系、交通、管線、植被與土質共7大類采集，具體取舍指標依規范，測量控制點、地貌、境界因沒有變化，一般不更新。

居民地及設施采集：高大建筑物的陰影在DOM上無法消除，采集此類地物時需注意陰影與投影差改正。單幢房屋頂部輪廓清晰，采集后應平移至可準確定位的房基線上，以此消除陰影遮擋。陰影下無法采集的地物，如垣柵等居民地附屬設施，留外業補調或補測；高層與超高層建筑在DOM上無法區分，可留外調核實。街區式居民地、巷道、內部道路、居民地內部空地等，可先按綜合取舍指標衡量，能綜合的成片房屋，直接采集外輪廓，達不到上圖指標的地物按則舍去，既體現1∶10000地形圖應有的綜合取舍，又不失地物原有的分布特征。

交通要素采集：依比例道路，路寬從影像上量取，道路中心線依影像采集，道路邊線從中心線按路寬的一半外擴生成，路邊線與影像有出入的地方，還應按影像采集道路邊線的準確位置；不依比例表示的道路直接按影像位置采集。

植被要素采集：按影像判定地類，采集地類分界線，影像無法定準的地類，留外業補調。

水系要素采集：主要更新人工修筑的景觀河、水庫、堤壩等設施，屬性數據留外業補調。

管線要素采集：主要更新35KV以上的輸電線，準確采集電力線拐點，如不能準確定位拐點，留外業補調，電壓伏數同時調查。

采集更新數據時，由于變化的地物與沒有變化的地物有時交織在一起，所以新采集數據與原始數據銜接應合理，精度保持一致，銜接誤差一般不大于地物點平面位置中誤差的2倍。如街區式居民地部分拆除后，新居民區范圍與原來街區應合理拼接，道路擴建或新建后，與周邊植被、居民地的關系應協調處理。

外業核查補調是本次更新測繪的關鍵環節，能夠利用第一次國情普查數據的，可省去外業調查。內業采集將有疑問的地方做標記，外業調查有重點、有步驟去逐項落實。調查底圖為DLG與DOM的疊加圖。DOM無法采集地表高程數據，地貌要素一般不作更新。但地貌變化其高差超過1個等高距且圖上面積超過100mm2的應更新，借助立體測圖測繪等高線，道路高程點、路堤、路塹等需要采集高程值的地物要素，也一并上立測采集。

結合外業補調數據、立測數據和影像采集數據，最后編輯DLG成圖。呼市120幅更新任務采用2000國家大地坐標系，原圖成果為1980西安坐標系，更新時需將作業區圖幅及周邊圖幅一起轉換為2000國家大地坐標系成果，然后重新分幅。更新圖與周邊圖幅由于影像時相不同，存在地物要素不接邊的情況，不接邊圖幅在元數據中記錄。不同地形類別的圖幅由于等高距不同，重新分幅在一幅圖時，還應統一等高距，重新編輯等高線。

更新圖采用2000國家大地坐標系，圖幅覆蓋范圍有改變，所以需重新制作圖歷簿，相關內容采用更新后的數據成果。如圖角坐標、控制點成果等。地名調查表按更新圖內容填好后，去民政部門蓋章核實，最后裝訂。沒有涉及地名變化的圖幅，可利用舊地名調查表。

3. 結束語

利用數字正射影像更新1∶10000數字地形圖，具有生產周期短、費用低等優點，對于需定期更新1∶10000地形圖的地區可采用此種方法，尤其是城鎮地區、經濟發達地區，地物要素變化較快而地貌要素基本沒有改變的地區。此種方法還需結合野外核查補調或補測、立測儀器采集，但大部分更新要素利用影像更新，相比傳統航測發更新地形圖，是一種嘗試和改進。

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