轉(zhuǎn)繪技術(shù)在地圖修測(cè)中的應(yīng)用

王延輝　勾煥蕾　毛 麗91039部隊(duì)，北京房山，102400

轉(zhuǎn)繪技術(shù)在地圖修測(cè)中的應(yīng)用

王延輝*勾煥蕾毛 麗
91039部隊(duì)，北京房山，102400

提 要 利用衛(wèi)星圖像修測(cè)地圖時(shí)，首先對(duì)衛(wèi)星圖像的大地坐標(biāo)、投影性質(zhì)等進(jìn)行設(shè)定，使其與地圖相統(tǒng)一，然后利用地圖對(duì)衛(wèi)星圖像進(jìn)行幾何精校正，最后把衛(wèi)星圖像和地圖疊加在一起進(jìn)行轉(zhuǎn)繪。實(shí)際工作表明，與傳統(tǒng)外業(yè)測(cè)量方式相比，利用此技術(shù)修測(cè)地圖更加方便、高效，且制作的地圖具有較高精度，能較好地滿(mǎn)足地圖修測(cè)工作需要。

關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)繪 地圖 修測(cè)

0 引言

地圖在工程、測(cè)繪、軍事、探礦等各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，是上述經(jīng)濟(jì)和軍事活動(dòng)必不可少的支撐。在長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)、軍事建設(shè)過(guò)程中，我國(guó)的測(cè)繪工作者制作積累了大量的地圖資料，為各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展發(fā)揮了不可磨滅的重要作用。然而，隨著時(shí)間的發(fā)展，大量的地圖逐漸變得陳舊，地圖上的居民地、交通設(shè)施、植被、河流等諸多要素發(fā)生了較大變化，嚴(yán)重影響了地圖的使用性。為了保持這類(lèi)圖件的現(xiàn)勢(shì)性,就需要對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行頻繁的更新【1】，也既需要及時(shí)對(duì)地圖進(jìn)行修測(cè)。傳統(tǒng)的地圖修測(cè)方法，通常先進(jìn)行外業(yè)測(cè)量，取得最新實(shí)地測(cè)量成果，然后再進(jìn)行內(nèi)業(yè)制圖，把外業(yè)取得的測(cè)量成果繪制在地圖上。然而，外業(yè)測(cè)量修測(cè)法耗時(shí)費(fèi)力，過(guò)程相當(dāng)繁瑣，且受到各種客觀條件的限制，實(shí)際工作中并不能經(jīng)常采用，因而，需要找到一種簡(jiǎn)單易行的方法，解決地圖的快速修測(cè)難題。

現(xiàn)代航空、航天遙感技術(shù)的發(fā)展為問(wèn)題的解決提供了可能。遙感成像衛(wèi)星拍攝的衛(wèi)星圖像具有更新快、現(xiàn)勢(shì)性高的特點(diǎn)，利用其修測(cè)地圖是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。筆者在工作實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)了一種新的地圖修測(cè)技術(shù)方法：用衛(wèi)星圖像代替?zhèn)鹘y(tǒng)外業(yè)測(cè)量成果，先用專(zhuān)業(yè)軟件對(duì)衛(wèi)星圖像進(jìn)行校正，再把校正后的衛(wèi)星圖像和地圖進(jìn)行匹配，最后把衛(wèi)星圖像上的居民地、交通設(shè)施、植被、河流等變化了的地圖要素，轉(zhuǎn)繪修測(cè)到地圖上。

1 地圖、衛(wèi)星圖像分析

轉(zhuǎn)繪修測(cè)前，先對(duì)取得的地圖、衛(wèi)星圖像進(jìn)行分析，梳理清楚地圖、衛(wèi)星圖像的大地坐標(biāo)系、投影性質(zhì)等信息。地圖、衛(wèi)星圖像之間保持一致的大地坐標(biāo)系及投影性質(zhì)，是保證轉(zhuǎn)繪修測(cè)精度的基礎(chǔ)。在實(shí)際工作中，可以根據(jù)需要，對(duì)衛(wèi)星圖像的大地坐標(biāo)系、投影性質(zhì)等進(jìn)行變換，以適應(yīng)地形圖的大地坐標(biāo)系及投影性質(zhì)，也可以對(duì)地圖進(jìn)行變換，以適應(yīng)衛(wèi)星圖像的大地坐標(biāo)系及投影性質(zhì)，還可以同時(shí)對(duì)地圖、衛(wèi)星圖像的大地坐標(biāo)系、投影性質(zhì)等進(jìn)行校正，以統(tǒng)一到一種新的大地坐標(biāo)系、投影性質(zhì)上。本文謹(jǐn)以校正衛(wèi)星圖像以適應(yīng)地圖為例，對(duì)此問(wèn)題加以探討。

2 衛(wèi)星圖像校正

利用地圖，對(duì)衛(wèi)星圖像的校正，可使用Global Map，Erdas Image等圖像處理軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.1 大地坐標(biāo)系及投影性質(zhì)設(shè)定

衛(wèi)星圖像的大地坐標(biāo)系及投影性質(zhì)的設(shè)定在Global Map中完成。啟動(dòng)Global Map，打開(kāi)衛(wèi)星圖像，單擊“工具”菜單，選擇“配置”選項(xiàng)，出現(xiàn)“配置”對(duì)話(huà)框。在“投影”欄中，選擇與地圖一致的投影（圖1）。在“基準(zhǔn)”欄中，選擇與地圖一致的大地坐標(biāo)系。點(diǎn)擊“確定”完成投影及大地坐標(biāo)系變換。如果選項(xiàng)中無(wú)所需的大地坐標(biāo)系，可以單擊“添加基準(zhǔn)”按鈕，添加所需的大地坐標(biāo)系。

圖1　大地坐標(biāo)系及投影設(shè)定Fig.1 Geodetic coordinate system and projection enactment

2.2 幾何精校正

在統(tǒng)一地圖和衛(wèi)星圖像之間的大地坐標(biāo)、投影性質(zhì)后，用地圖對(duì)衛(wèi)星圖像進(jìn)行幾何精校正。具體步驟為：在Erdas中打開(kāi)需校正的衛(wèi)星圖像，單擊“柵格”菜單，選擇“幾何校正”選項(xiàng)，出現(xiàn)“設(shè)置幾何模型”對(duì)話(huà)框。選擇“多項(xiàng)式”模型，點(diǎn)擊“確定”。出現(xiàn)“多項(xiàng)式模型屬性”對(duì)話(huà)框，根據(jù)地圖的信息，設(shè)置投影、大地坐標(biāo)系等屬性，完成后點(diǎn)擊“關(guān)閉”。出現(xiàn)“控制點(diǎn)工具參考”對(duì)話(huà)框，選擇“新地圖”選項(xiàng)，點(diǎn)擊“確實(shí)”，調(diào)入地圖文件。出現(xiàn)“控制點(diǎn)”工具和“幾何校正”工具（圖2），選擇足夠多的控制點(diǎn)后，點(diǎn)擊“控制點(diǎn)”工具上的“校正”按鈕，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星圖像的幾何精校正。

圖2　幾何精校正Fig.2 Geometrical precision calibration

幾何校正過(guò)程中，控制點(diǎn)的選取至關(guān)重要。應(yīng)選取清晰的道路交叉點(diǎn)、明顯地物角點(diǎn)等作為控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)的選取還應(yīng)注意盡量均勻并布滿(mǎn)全圖。

3 地圖和衛(wèi)星圖像的配準(zhǔn)

在Photoshop中，打開(kāi)地圖和衛(wèi)星圖像，另建圖層，將衛(wèi)星圖像疊加在地圖之上，疊加方式選擇“正片疊底”。選擇“編輯”菜單，點(diǎn)擊“變換”、“縮放”選項(xiàng)。通過(guò)等比例縮放把衛(wèi)星圖像縮放到與地圖同等大小，通過(guò)移動(dòng)衛(wèi)星圖像的位置，使衛(wèi)星圖像與地圖完全疊加在一起，此過(guò)程即為地圖和衛(wèi)星圖像的配準(zhǔn)（圖3）。驗(yàn)證衛(wèi)星圖像與地圖的疊加效果時(shí)，應(yīng)選擇道路交叉點(diǎn)、明顯獨(dú)立房屋、標(biāo)志性建筑物等設(shè)施，直接利用步驟3.2中的控制點(diǎn)也是不錯(cuò)的選擇。配準(zhǔn)好的地圖和衛(wèi)星圖像文件，存為PSD格式。

圖3　地圖和衛(wèi)星圖像的配準(zhǔn)Fig.3 Map and satellite image registration

4 轉(zhuǎn)繪

對(duì)地圖的修測(cè)轉(zhuǎn)繪在Illustrator中完成。打開(kāi)步驟4中的PSD文件，開(kāi)始轉(zhuǎn)繪工作。實(shí)際轉(zhuǎn)繪作業(yè)過(guò)程中，為了提高制圖質(zhì)量，確保成圖美觀、協(xié)調(diào)，應(yīng)注意符號(hào)、顏色的選擇使用和原地圖保持一致。

5 結(jié)語(yǔ)

利用衛(wèi)星圖像修測(cè)地圖，與傳統(tǒng)的通過(guò)外業(yè)測(cè)量修測(cè)地圖相比，較大減少了室外作業(yè)工作量，節(jié)省了時(shí)間、人力和物力，速度快，效率高,且具有較好的美觀度（圖4）。制圖精度方面，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算和實(shí)踐檢驗(yàn)，利用該方法完成的地圖，轉(zhuǎn)繪誤差不超過(guò)10m，基本能滿(mǎn)足測(cè)繪、工程建設(shè)各領(lǐng)域?qū)Φ貓D產(chǎn)品的精度要求。

圖4　修測(cè)前后效果對(duì)比Fig.4 Effect comparison of pre-and post mapping

參 考 文 獻(xiàn)

1 楊賢偉.衛(wèi)星遙感影像在地圖現(xiàn)勢(shì)更新中的應(yīng)用[J].地礦測(cè)繪,2005,(03)

THE USING OF TRANSFER-MAPPING METHOD IN MAPPING

Wang Yanhui Gou Huanlei Ji Yuan 91039 troops , Fangshan, Beijing, 102400

Abstract

When mapping with satellite image，firstly, set the coordinate and projection of the satellite image with those of the map. Secondly, do polygonal correction to the satellite image with the map. Finally, cover the map with the satellite image rightly，and then begin mapping. It is proved that this method is efficient and can meet the need for precision.

Keywords:transfer-mapping method mapping

收稿日期：2015-04-20；改回日期：2015-05-12

* 第一作者簡(jiǎn)介：王延輝]（1978～），男，地理信息專(zhuān)業(yè)，工程師

中圖分類(lèi)號(hào)：P283.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006–5296（2015）02–0115–04