大比例尺數(shù)字化成圖系統(tǒng)研制

摘要：隨著現(xiàn)代測繪技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的手工測量與成圖熟讀和準確度都不能滿足在相關(guān)實際應用發(fā)展的需要。數(shù)字化地圖測繪技術(shù)由于精確度比較高，更新的也比較快，管理起來比較方便的有點，成為測繪生產(chǎn)中的重要技術(shù)之一，為相關(guān)工作的開展奠定了很好的基礎(chǔ)。本文首先分析了大比例尺數(shù)字化地形圖測繪現(xiàn)狀，包括全野外數(shù)字化測圖方法、航空攝影測量以及白紙測圖內(nèi)業(yè)數(shù)字化等，在此基礎(chǔ)上提出了大比例尺數(shù)字化成圖系統(tǒng)實現(xiàn)與實驗結(jié)果。

關(guān)鍵詞：大比例尺數(shù)字化；成圖系統(tǒng)；測圖

大比例尺地形圖作在很多領(lǐng)域中都具有非常重要的作用，包括城市規(guī)劃管理、交通建設(shè)、公共服務等領(lǐng)域，是城市的基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。對于傳統(tǒng)的人工測量方法來說，測量人員在野外進行長時間的測量工作，不但任務量比較大，而且比較累，條件還艱苦。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，地圖測繪技術(shù)有傳統(tǒng)的人工測繪技術(shù)向數(shù)字化測繪技術(shù)發(fā)展，運用現(xiàn)代化的測量儀器對數(shù)據(jù)進行實地的采集和解析，還要利用計算機上的一些軟件實現(xiàn)測圖以及繪圖方面的工作。

1 大比例尺數(shù)字化地形圖測繪現(xiàn)狀及分析

對于大比例尺數(shù)字化地形圖的測繪方面來說，可以采用的方法主要由全野外數(shù)字化測圖方法、航空攝影測量以及白紙測圖內(nèi)業(yè)數(shù)字化等等。

1.1 全野外數(shù)字化測圖

這個測圖方式主要是在遠離城市和人群的地方進行全站實地的測量，主要是運用數(shù)字化的方式開采集數(shù)據(jù)，根據(jù)地形信息繪制出相應的草圖，在室內(nèi)把數(shù)字化地形圖傳送的計算機系統(tǒng)之內(nèi)，之后運用相關(guān)的作圖軟件進行圖幅的設(shè)計、等高線等的確定、輪廓的整理以及數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化和圖形的編輯等等，這些地形數(shù)據(jù)和信息的處理工作。到最后是把最后確定的地形成果確定下來。這種方式在大比例尺測圖中得到了很好的應用。

1.2 航空攝影測量

這種方式主要是根據(jù)攝影技術(shù)取得影像信息，能夠真實的記錄短時間內(nèi)的地形和物體的形態(tài)，具有很好的量測精確度，攝影儀器的使用非常重要。這項技術(shù)很大的提高了測繪的工作效率，在一定程度上使工作難度降低，是當前很多大型或者中性城市獲取大比例尺地形圖采用的最多的途徑。高空遠景數(shù)字化測繪技術(shù)為公路交通事業(yè)的發(fā)展、城市規(guī)劃事業(yè)的發(fā)展以及地圖測繪事業(yè)的發(fā)展與實際情況相符合準備了條件。利用飛機從高空中獲取需要檢測地區(qū)的航拍照片，在野外開始進行實地相關(guān)的相片連測，從而獲取測象控制點和高地相關(guān)物件的實際狀況。之后利用專業(yè)的航測一起或者相關(guān)軟件來從影像中獲取相應的地形信息。

1.3 白紙測圖內(nèi)業(yè)數(shù)字化

這種方式主要是通過一些常規(guī)的方式進行生產(chǎn)白紙的地形圖，還可以利用原來掌握的一些地形圖資料，用相關(guān)一起進行掃描，加上數(shù)字化軟件的運用，可以把地形圖矢量化，并形成了一系列電子地圖。伴隨著城市的不斷發(fā)展，城市中的建筑物結(jié)構(gòu)也經(jīng)常性的出現(xiàn)變化。采用這種技術(shù)能夠很好的解決白紙測圖出現(xiàn)的問題。在進行房屋的改建或者擴建的時候，或者是在變更房產(chǎn)的時候，只要對相應的信息進行輸入，可以由計算機來進行整個數(shù)據(jù)信息的處理，這樣就方便了修改和更新，保持圖形的可靠性。如果從工作效率上來說，加上精確度的要求，掃描矢量化后數(shù)字化要比跟蹤數(shù)字化高出很多。但如果我們跟原來圖形的精確度進行比較化，就會發(fā)現(xiàn)，即便是掃描矢量化后數(shù)字化的數(shù)字地圖也會有明顯的差別，表現(xiàn)的只是地表上的地物和地貌。但是其優(yōu)點是對進行作業(yè)的人員素質(zhì)要求并不是特別高，生產(chǎn)的成本也比較低，能最大化的利用原有的地形圖資料。

2 大比例尺數(shù)字化成圖系統(tǒng)實現(xiàn)與實驗結(jié)果

本文主要是描述的利用航測影像來對地形的信息進行計算的原型系統(tǒng)，采用的是VC++等語言變成完成的，根據(jù)這個原型系統(tǒng)，可以很快的從航空影像中計算出人們感興趣的地點或者物點的地形數(shù)據(jù)信息。

2.1 影像糾正

這個原型系統(tǒng)主要采用時間序列來分析的糾正方式。可以利用這個系統(tǒng)對一個相對平坦的地區(qū)進行航空拍攝的實驗，數(shù)字化的比例是1：8000，在對影像進行變形糾正的時候可以使用五個或者五個以上的主要控制點，在經(jīng)過系統(tǒng)糾正之后，成圖的比例大約是1：1000.在糾正之后可以選擇拍攝區(qū)域內(nèi)的20個道路斷進行深入的計算，精確的測量，可以發(fā)現(xiàn)這個時候圖像上的誤差最大的不超過0.4mm。選用時間序列分析糾正法，主要的特點表現(xiàn)在以下幾個方面：控制點的個數(shù)相對比較少，而且還可以進行非規(guī)則的分布，還能在山區(qū)或者平坦地區(qū)都可以順利的使用。對于比較平坦的地區(qū)來說，糾正之后的影像完全可以作為正射的影像來投入使用。而對于起伏的山區(qū)，在使用的時候需要消除地形造成的投影差。

2.2 地形信息計算

根據(jù)這個原型系統(tǒng)對影像進行糾正，采用糾正之后的中心投影的水平相片，可以采取單像后方交會的方法來找出外方位元素，根據(jù)人工定位找出雙象上的待求點。還可以利用所謂的高程計算法來對點的高程值進行計算。運用這個系統(tǒng)對比例大約在1：500的圖形中來計算一個地物點的坐標。在實驗進行中，所有控制點的最大的剩余殘差一般都不大于0.030m對于不是控制點的平面中的誤差大約為0.110m，這些誤差是完全符合國家標準對于成圖的精確度的要求。

綜上所述，隨著現(xiàn)代化化地圖測繪技術(shù)的發(fā)展越來越快，數(shù)字化地圖測繪技術(shù)基本能保持了地圖測繪的準確率和效率。本文分析了在高精度影像就陣風的大比例尺數(shù)字化成圖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)，主要分析了在大比例尺航拍影像中準確的計算出被拍攝物點的地形信息，是一門關(guān)鍵性的技術(shù)，在這個基礎(chǔ)上設(shè)計出了地形信息計算原型系統(tǒng)。帶對大比例尺數(shù)字化成圖研究中要注重相關(guān)人員知識與技術(shù)的融合，促進新技術(shù)和新設(shè)備的應用與推廣。本文選用的實踐序列就蒸發(fā)主要的特點是控制點的個數(shù)不多，可以呈現(xiàn)不規(guī)則分布的特點，在一定程度上改變了野外工作人員的勞動強度，減少了測量外業(yè)像控聯(lián)測的工作量，同樣也使得圖像處理的周期大大縮短，成圖的成本也隨之降低，經(jīng)濟效益非常明顯。

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