基于多源數據融合的大比例尺地形圖制作方法研究

黃妙華

（廣州建通測繪地理信息技術股份有限公司，廣東廣州 510663）

目前，地形圖的繪制普遍直接疊加DOM進行編制，對于大比例尺地形圖，直接在DOM上進行編制，無法分辨陡坎、斜坡、水溝、小路等，且建筑物均采用先畫房頂再移到基底的方式，降低了大比例尺地形圖的精度。為了解決大比例尺地形圖更新速度慢、精度差、工作煩瑣、效率低下、投入大、成本高等問題，本文基于多源數據融合的大比例尺地形圖制作方法進行研究，提高效率，降低成本。

1 總體技術路線

總體設計路線如圖1所示。

圖1 總體技術路線

2 技術流程

準備測區的范圍和控制點資料，向軍事和航管相關部門申請航飛批文，按規程要求到相關接洽部門協調。地面控制測量組開始進場查找控制點和靜態GPS聯測等地面工作。航飛得到許可后，安排飛機和LiDAR設備進場，安裝調試最佳狀態后，飛機起飛，采集LiDAR數據。各項指標嚴格按照航飛設計指標進行，如果出現漏飛、數據質量差等問題，應立即進行補飛或重飛，如果原航線滿足補飛要求，可按原航線補飛，也可按新航線補飛。航飛結束后，及時進行點云數據及POS數據檢查，確保無誤后采用軟件進行IMU和GPS聯合解算。對外業采集LiDAR數據、IMU和GPS聯合解算、控制聯測七參數進行內業處理，內業采用軟件進行數據處理，最終得到點云數據、DOM數據。

點云數據經分類后提取地面點云數據和非地面點云數據，非地面點云數據可生成DIOM，地面點云數據可生成DEM，結合DOM，融合形成DOEM，再根據DOM、DIOM、DOEM進行地形圖的制作，最終形成大比例尺地形圖成果。

3 關鍵技術

3.1 DIOM的制作

激光點云非地面點數據生成DIOM，根據激光點云數據LAS文件，選擇分類后的非地面點數據，根據點云數據資料的實際參數，設置合理的激光點顯示尺寸，并設置合適的分辨率，再根據圖框范圍將需要分幅的點云數據文件輸出為DIOM圖像。

DIOM成果如圖2所示。

圖2 DIOM成果

3.2 DOEM的制作

DOM和DEM融合形成DOEM，選擇同類型的DOM和DEM，如同為圖片或同為定位文件，DOM和DEM的文件類型要求，JPG格式的圖片使用JGW格式的定位文件，TIF格式圖片須使用TIF格式。數據不一致時，應先改其后綴再操作，再將DOM與DEM進行融合，形成DOEM圖像。

DOM圖像如圖3所示，DEM圖像如圖4所示，DOEM成果如圖5所示。

圖3 DOM圖像

圖4 DEM圖像

圖5 DOEM成果

3.3 大比例尺地形圖制作

DOM、DIOM、DOEM形成DLG，在DOM上繪制所有可識別的地物，如建筑物、道路、水系、橋梁、涵洞、鐵路、高壓線桿、地類界等，再利用DIOM圖像對繪制的建筑物進行基底位置糾正。根據DOEM圖像，補繪DOM不易繪制的陡坎、斜坡、水溝、小路等地物，最后進行外業調繪，補測地形地物和驗證測量、繪圖的精度，形成最終DLG成果數據。

DLG最終成果如圖6所示。

圖6 DLG最終成果

4 應用案例——佛岡全縣域大比例尺地形圖測繪項目

本項目工作內容為佛岡縣全縣域航空LiDAR數據獲取、613.77 km21∶2 000數字正射影像圖、681.47 km21∶1 000數字正射影像圖、數字線劃圖、1∶1 000縣域基礎地形圖數據入庫，總規數據轉換工作。本項目規模大、產品種類較多，引進了機載激光雷達測量技術和基于多源數據融合的大比例尺地形圖制作方法。通過本項目的成功應用，證明該方法結合激光點云形成DIOM，可高效率、高精度繪制建筑物，融合DOM和DEM，形成DOEM，使影像細節清晰，高效率、高精度地繪制陡坎、斜坡、溝渠、小路。該制圖方法與傳統測量相比，提高了內業繪制大比例尺地形圖的效率和數據完整性，減少外業補測的工作量、人力、物力的投入，縮短了作業周期，降低成本和勞動強度，提高了工作效率，及時有效完成了項目的實施，滿足了測繪工程項目建設過程中所要求的整體性、時效性。

5 結語

本文順應測繪技術發展的新要求，依托新技術、新方法，提出了通過激光點云、DOM、DEM的有機融合，形成DIOM和DOEM，使影像細節清晰明顯，提高了內業繪制大比例尺地形圖的效率、數據的完備性，減少外業補測的工作量，提高了工作效率、降低了經濟成本，為同類型項目的實施提供了參考建議。