Global Mapper在水利工程中制作DLG的應用探討

張大方

（安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司，合肥 230031）

隨著無人機和遙感技術的發展，人們對于地理信息數據獲取的方式和手段越來越多，地理信息得到空前的快速發展。地理信息系統（GIS）作為一種集成了地理數據采集、存儲、管理、分析和顯示功能的計算機軟件系統，已經成為各個領域的重要工具。而數字線劃圖（DLG）作為一種表示地理空間數據的可視化方式，也在水利工程、城市規劃、交通管理、環境保護等領域得到了廣泛應用。

在傳統的測繪方法中，通過全站儀或RTK等設備得到基礎測繪數據，運用CASS 等軟件繪制地形圖及相應的縱橫斷面圖的生產模式，但是由于無人機、機載激光掃描儀以及多波束等新產品新技術的應用，其所產生的產品數據和現有DLG需要的數據無法有效結合，再加上現階段設計生產所需要的測繪產品還是以傳統的DLG和縱橫斷面為基礎，所以傳統模式繪制方法不再適用現階段的生產需求。

安徽六安一地區預翻建大型渡槽，六安屬大別山區域，地形地質復雜多變，傳統測繪方法測量困難。該項目需實測1∶500地形圖5 km2，項目實施前期搜集到基礎控制資料后，通過無人機航測，搭載機載激光雷達獲取該區域地圖影像和點云數據。本文基于Global Mapper，對其無人機航測獲取的數據進行處理，快速、高效得到滿足水利工程應用需求的DLG數據。

1 Global Mapper簡介

Global Mapper 是一款功能強大的GIS 軟件，提供多種數據格式的導入和導出，包括Shapefile、DXF、GeoJSON 等。用戶可以通過該軟件對地理數據進行編輯、處理、分析和可視化。此外，Global Mapper還提供了豐富的地圖投影和轉換功能，可以幫助用戶將地理數據轉換為其他投影體系，以便于在不同的應用場景中使用。Global Mapper 不僅能夠將傳統的點數據顯示為光柵地圖、高程地圖、矢量地圖，還可以將DEM、DOM 數據顯示為光柵地圖、高程地圖、矢量地圖，并且可以對地圖進行編輯、轉換、打印、記錄GPS及利用數據的GIS功能，除此之外還可有直接訪問衛星照片Terra Server 數據庫和Global Mapper 內部的地形圖及以真實的3D方式查看高程地圖的功能。

2 Global Mapper制作DLG的方法

2.1 Global Mapper數據轉化與處理

基于Global Mapper 制作DLG 流程見圖1。從圖1 可以看出，在制作DLG 的過程中，利用常規的CASS 等繪圖軟件是無法實現直接從DEM、DOM 到CASS 出圖。首先，無人機外業結束后會得到相應的DEM、DOM 或點云數據，CASS 可以簡單地通過DOM內插影像的方式得到地形圖的地物，但是由于CASS 無法直接打開應用DEM，其地形圖的地面地形數據無法得到。在這個過程中可以通過Global?Mapper 打開DEM，在投影信息設置后直接加載DEM，或加載點云數據（.las）或多波束數據（.xyz）創建矢量高程格網，設置相應參數處理得到DEM，再通過Global Mapper 強大的數據處理和轉化功能直接生產DLG 或轉化出利于常規繪圖軟件利用的數據格式進一步制作DLG。

圖1 基于Global Mapper制作DLG流程圖

2.2 地形地理數據獲取

根據項目設計需求，搭載激光雷達的無人機在該區域設置好相關參數對需要成圖的區域進行航飛測量（見圖2），經過外業作業、內業數據處理得到全區域的DOM、DEM和雷達點云數據。

圖2 項目區域正射影像

（1）等高線的生成。在Global Mapper 中加載DEM 或輸入點云數據生成DEM，設置好投影方式、基準選擇等參數，根據項目實際需求自定義創建新圖元，根據規范標準設置等高距，選擇相應的插值方式在新圖元內生成等高線（見圖3），新生成的等高線輸出矢量雷達數據.dwg 可供常規繪圖軟件直接修改應用。在等高線生成過程中存在濾波沒有完全按照地面點過濾的情況，需在線形處理過程中根據正射影像和地面高程點對于房屋屋頂和樹冠處進行合理修改，也會發現測區存在坡坎與等高線關系不合理，可重新濾波生成等高線或根據點云成果數據對不合理處進行修改。

圖3 Global Mapper基于DEM生成等高線

（2）高程點的獲取。直接基于DEM 輸出高程網格格式.dxf或對點云數據直接進行濾波后直接輸出高程網格格式.dxf。

（3）地理數據。矢量數據轉換成柵格數據，把DEM 或點云數據通過輸出光柵/圖像格式，利用渲染后的DEM 光柵影像可以分辨地形的坎坡等地理要素，再通過無人機航測生成的DOM 獲取地表數據。通過以上數據轉換方式再利用測繪常規繪圖軟件可完成DLG的制作。

2.3 成圖數據分析

DLG利用點、線、面來描述要素的幾何特征，直接利用Global Mapper轉換的后的數據會存在疊加和相交的問題，在繪圖修改的過程中要進一步疊加DOM、柵格渲染DEM等加以改正，實現地理數據邏輯正確。

制作完成的DLG成果通過實際測量的數據，結合模型上的數據，分別選取建筑物平面位置檢查點10 個點，高程檢查點10 個點。野外實測數據和圖形數據對比結果見表1 和圖4，從結果看數據質量滿足水利工程項目1∶500地形圖的要求。

表1 建筑物平面位置檢查結果m

圖4 高程檢查點差值柱狀圖

3 總結

本文探討了如何基于Global Mapper 制作DLG的方法，包括利用Global Mapper對無人機航測數據的轉化與處理、快速實現數據轉化后高效地被傳統繪圖軟件使用、生成DLG文件和DLG數據準確性檢核。通過這種方法，可以方便地將地理數據轉換為可視化的形式，為水利工程建設領域提供實時、高效的地理數據，隨著新技術的不斷發展和普及，基于GlobalMapper 制作DLG 應用的方法也將不斷完善和優化，為水利工程提供更加便捷、高效的服務。