淺談利用正射影像圖更新地形圖

王雪 丁雨 張官進

摘? 要：社會和經濟的發展使地形發生迅速變化，原有的地形圖需要實時更新。傳統方法存在成本高、耗時多、所需人員多等不足。基于此，本文闡述了利用正射影像圖更新地形圖的工作流程和關鍵技術，并結合六安市某鎮地形圖進行更新。結果表明利用正射影像圖更新地形圖具有較高的可行性，為相關研究提供了參考。

關鍵詞：數字正射影像圖;地形圖更新;修測

中圖分類號：P283.49 文獻標識碼：A 文章編號：2095-9052（2021）10-00-02

在國民經濟和社會發展中，數字地理信息已成為城市乃至全國各個領域宏觀決策和規劃管理中不可或缺的一部分[1]。現階段，國家、各省都已經完成了數字化地形圖的基礎工作，相繼建成了基礎地理信息數據庫，具有更好的準確性和現勢性[2]。城市的大比例地形圖是基礎地理信息數據庫的重要來源之一[3]，如對數據進行更新，采用傳統更新地形圖的方法，從其更新的制作周期和所需成本來看，無法滿足當代城市發展的需求。因此利用現在的新技術——數字正射影像圖[4]對地形圖進行更新，是時代的需求。傳統方法中，把地面實況分為房屋、水系、道路等幾大要素。但就目前的地區發展狀況來看，房屋、道路和植被三大地物要素的變更較密集，而地形地貌一般情況下不會發生明顯改變。針對上述情況，使用新方法對地形圖進行更新，即在原有的數字線劃圖上疊加現有的數字正射影像圖，可直接更新發生變化的地物要素，這種更新方法具有很大優勢[5]。

一、地形圖的作用及重要性

（一）地形圖在地區建設中的作用

地形圖是基礎地理信息數據庫的主要數據來源，在地區管理、規劃建設、國土資源管理、可持續發展研究等眾多領域發揮著不可替代的作用，對于地區的發展是至關重要的。地區道路網格是地區規劃構成的重要部分，是改善地區交通的利器，也是地區建設的必要保障，是一個地區在未來發展方向上的指南針。地形圖對新、老城區道路規劃有著極其重要的參考價值。而古代遺址、鐵路、高壓塔等地物要素影響著路網規劃設計，這種地物類型的變化較少，且必須結合外業調查才能夠確定，因此地形圖對地區道路網格建設的力量不容小覷。

（二）地形圖更新的重要性

隨著社會經濟建設的迅速發展，城市建設也在加快變化，棚戶區改造、開發城市邊緣地帶、居民小區配套設施建設日趨完善、道路交通的功能日益健全，這些現象都使城市地形圖發生了變更。精確的地形圖會在一定程度上影響社會發展，也會為相關政府部門的決策提供有力參考。傳統的地形圖完全依靠外業采集信息來更新，無法滿足城市建設的需求。在地區發展與經濟建設的背景下，對地形圖的現勢性和準確性提出了要求，需將地物的變化反映在地形圖上，及時更新基礎地理信息數據庫。采用數字正射影像圖對地形圖進行快速更新的方法適應時代發展，而且該方法所需成本很低，更新速度快。

二、數字正射影像圖的操作

（一）數字正射影像圖的制作

（二）數字正射影像圖的預處理

PCI軟件具有操作簡便、處理能力強、生產效率高的特點，設置相關參數后，可自動執行DEM校正、圖像拼接和地圖剪切。利用數字正射影像圖對地形圖進行更新，數字正射影像圖的質量決定了相應數據的精確程度。由PCI軟件自動生成數字正射影像圖，存在影像質量不高的情況，影響精度。針對這種問題，使用Photoshop軟件來調整數字正射影像圖的對比度，使地面上物體的亮度和對比度達到最佳效果。此方法使圖像更清晰，更有利于對地形圖進行更新。由于MapStar軟件可識別的圖像格式種類有限，需先使用Photoshop軟件將裁剪后的數字正射影像圖轉換為BMP格式，再使用MapStar軟件將矢量數據與經過定向和計算的正射影像進行數據疊加，此時矢量數據附著在正射影像圖上。

三、地形圖的修測

（一）房屋要素修測

房屋要素的修測重點是房屋的具體位置以及分布式樣與類別，應準確表達出與其他地物之間的相關聯系。在修測房屋要素時，需清除原有地圖的房屋邊界線，使覆蓋在房屋下的數字正射影像更加清晰，再根據從數字正射影像圖中得到的信息對房屋要素進行相應的編輯操作。用數字正射影像圖可肉眼區分房屋與其他建筑物的不同，并可直接在影像上進行修改和收集相關信息。根據影像圖呈現的位置采集發生變更的房屋地界，在房屋地界與影像圖重疊超限或位置不同時，需進行修改，而在影像圖上已不存在的房屋則需刪除。比如數字正射影像圖不清晰，或拐角處存在遮擋情況，則需綜合使用其他參考圖像進行分析，對相關區域進行標記，待外業調繪之后，方可確定房屋的具體邊界線。

（二）道路要素修測

道路要素的修測重點是對新建道路或擴建、改建道路進行修測，這些發生變更的道路要素在地區發展規劃中特別突出。此時需查閱相關資訊，分析道路要素的相關信息，保證道路變更后相關參數的正確性。在數字正射影像圖中，高速公路等道路要素的附近區域地物稀少，在影像圖中較清晰，可直接按照影像進行采集。而受樹木或建筑物遮擋的道路要素邊界線較難直接根據影像圖進行判斷，需參考相關資料或外業調繪進一步確定。

（三）水系要素修測

水系要素的修測可按水系區域形狀進行區分，大致可分成線性水系和面狀水系兩大類。其中線狀水系有河流、溝渠等，面狀水系有湖泊、池塘、水庫等。在數字正射影像圖中，線性水系的邊界線可與河岸的色調對比進行確定，對其進行直接采集;而對非線性水系進行修測時，則要根據季節考慮豐水期和枯水期這兩個要素，通過外業調查判斷水涯線的具體位置。

（四）修測檢查

在進行上述修測后，開始接邊檢查，確定數據之間的接邊正確性。此時對圖面進行再次檢查，確保數據的完整性。接邊檢查后，需進行質量檢查，質量檢查包含位置及屬性的精度檢查。位置精度檢查可將地形圖與數字正射影像圖進行疊加，觀察兩者之間的重疊程度，再在地形圖上選擇若干特征點，與數字正射影像圖上的相應點進行位置比對，分析相應位置精度是否滿足要求;屬性精度檢查，是對比影像圖進行分析，外業再進行調查核對，保證該數據信息的現勢性。以六安市某鎮為研究區域，探討利用正射影像更新地形圖的可行性。下圖為鎮內某區域正射影像圖和更新后的地形圖，如圖2、圖3所示。

四、結語

數字正射影像地圖在城市規劃、設計、施工和管理中的應用越來越廣泛。利用數字正射影像圖對地形圖進行更新，是現代測繪研究改變地形圖更新手段的一種方法。與傳統更新地形圖的方法進行比較，這種方法具有成本用度低、制作周期短、工作方式便捷、所需人員較少等優點;但這種方法也存在缺點，如不能獲取高程信息等。在對大比例地形圖進行更新時，能最大程度發揮這種方法的優點，便于為地區發展提供具有現勢性的資料。在對局部要素變更較快的地區進行地形圖的更新時，運用數字正射影像能最大限度滿足地區建設要求，實現動態化更新。

參考文獻：

[1]丁育萱.基于高分辨率航空影像和LiDAR點云的建筑物提取算法研究[D].武漢大學碩士論文，2020.

[2]林勇，等.固定翼無人機優于2cm航測在地形測量中的應用[J].測繪科學，2019，44（10）：196-204.

[3]劉琳，鄭鳳嬌，覃雪梅.基于多源遙感衛星制作數字正射影像圖[J].測繪通報，2019（S2）：126-129.

[4]朱曉康.1：500無人機大比例尺測圖關鍵技術及應用研究[D].武漢大學碩士論文，2018.

[5]莫中夏，張新長，何顯錦.基于地圖信息量的地形圖更新技術[J].測繪通報，2017（3）：58-61.

（責任編輯：董維）