基于衛(wèi)星地圖快速制作總平面圖

□張 旭（新鄉(xiāng)市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

基于衛(wèi)星地圖快速制作總平面圖

□張 旭（新鄉(xiāng)市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

在線衛(wèi)星地圖已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交通、導(dǎo)航等各種地圖服務(wù)，既能反映地理要素實(shí)時(shí)變化，又能滿足一定地理精度要求。以衛(wèi)圖作為底圖，進(jìn)行人工矢量化描繪和標(biāo)注，可以快速制作總平面圖。近年來，涉水項(xiàng)目申報(bào)進(jìn)入空前的快節(jié)奏，應(yīng)急突擊項(xiàng)目時(shí)有發(fā)生，規(guī)劃設(shè)計(jì)周期急劇壓縮。基于衛(wèi)星地圖快速制作總平面圖，較好地因應(yīng)了勘測(cè)設(shè)計(jì)形勢(shì)發(fā)展的要求，對(duì)于基層技術(shù)人員具有一定的實(shí)用價(jià)值。

衛(wèi)星地圖；矢量化；總平面圖

0 前言

基層水利規(guī)劃制作總平面圖，一般需購買專業(yè)地形圖，相對(duì)成本較高，難以得心應(yīng)手應(yīng)用；也可以收集以往平面圖，往往經(jīng)多次復(fù)制至變形失真。專業(yè)地形圖、以往平面圖都具有時(shí)效性特點(diǎn)，難以實(shí)時(shí)反映城鎮(zhèn)、道路、河渠水系日新月異的發(fā)展變化。全面實(shí)測(cè)地形圖，時(shí)間和成本投入都不現(xiàn)實(shí)。隨著網(wǎng)絡(luò)科技的不斷創(chuàng)新發(fā)展，衛(wèi)星地圖在線應(yīng)用既能反映地理要素實(shí)時(shí)變化，又能滿足一定地理精度要求。衛(wèi)星地圖即衛(wèi)星遙感影像，簡稱衛(wèi)圖。文章以衛(wèi)圖作為底圖，進(jìn)行人工矢量化描繪和標(biāo)注，快速制作總平面圖。

1 衛(wèi)圖截取

使用在線截圖工具，直接截取衛(wèi)圖目標(biāo)區(qū)域JPG格式圖像。為方便參照描繪，盡可能選用較大的衛(wèi)圖顯示比例，截取地理要素清晰的圖像。但顯示比例越大，目標(biāo)區(qū)域截取的圖像張數(shù)就越多，增加拼圖工作量和拼圖誤差。F11鍵可以切換到全屏顯示模式，使截取的每一屏圖像范圍盡量大，以減少截圖的張數(shù)。

明確了總的截圖范圍和適當(dāng)?shù)男l(wèi)圖顯示比例，按照從左到右、從上到下的順序，依次截取每一屏圖像命名另存。移屏過程中，保持衛(wèi)圖顯示比例不變。相鄰兩張截圖邊緣應(yīng)保證有部分清晰要素重疊，以利拼圖。目標(biāo)區(qū)域較大、截圖較多時(shí)，可記錄每一行、每一列每張截圖經(jīng)緯度值，保證每一行截圖緯度值不變，每一列截圖經(jīng)度值不變，逐一編號(hào)，形成拼圖簡表。

2 圖像拼接

2.1 底圖拼接

在保存截取圖像的同一文件夾里創(chuàng)建CAD新圖形。使用“插入”-“光柵圖像參照”，依次插入截取圖像。路徑類型選擇相對(duì)路徑，插入點(diǎn)在屏幕上指定，縮放比例默認(rèn)為1。使用“工具”-“繪圖順序”，將圖像后置。圖像全部插入后進(jìn)行底圖拼接。利用相鄰兩張截圖邊緣重疊部分同一清晰的特征地物點(diǎn)作為拼接基點(diǎn)，移動(dòng)其中一張圖像使基點(diǎn)完全重合。依此類推，完成整幅拼圖。拼圖時(shí)參照拼圖簡表，從整幅地圖的中部開始，向左向右、向上向下依次拼接展布，減小累計(jì)誤差。

完成底圖拼接后，先在線測(cè)量兩個(gè)較遠(yuǎn)特征點(diǎn)之間的距離L1，再在CAD圖形拼接底圖上測(cè)量相同兩個(gè)特征點(diǎn)之間的距離L2，計(jì)算縮放比例K=L1/L2，據(jù)以將拼接底圖整體縮放為1:1繪圖比例。再用其它特征點(diǎn)距離反復(fù)校準(zhǔn)。之后，按1:1比例繪制總平面圖。需要復(fù)制、交流時(shí)，圖形文件連同所有截取圖像構(gòu)成的圖形集一并拷貝，保持圖像相對(duì)路徑關(guān)系不變。總平面圖最終完成、校核無誤后，可以刪除參照?qǐng)D像。

2.2 實(shí)測(cè)地形圖拼接

局部實(shí)測(cè)地形圖、帶狀圖，也可以有效拼接到圖形文件底圖上。需事先實(shí)測(cè)3～5個(gè)拼圖基點(diǎn)?？蛇x擇距離較遠(yuǎn)的道路中線交點(diǎn)，在衛(wèi)圖上相應(yīng)標(biāo)識(shí)較為準(zhǔn)確，易于定位拼接。插入圖形后，應(yīng)以實(shí)測(cè)地形圖1∶1繪圖比例為準(zhǔn)，將底圖校準(zhǔn)為1∶1。通過拼圖基點(diǎn)將實(shí)測(cè)地形圖同衛(wèi)圖試拼接，北方向往往有一偏角，適當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)整，基本可以有效契合。

2.3 勘察用圖拼接

直接截取衛(wèi)圖作為現(xiàn)場(chǎng)勘察用圖，比傳統(tǒng)紙質(zhì)地形圖更加直觀高效。將截圖插入CAD拼接，繪圖儀整幅打印出圖。若設(shè)備條件限制，可每張截圖小幅打印，紙質(zhì)拼接整幅地圖。拼幅的拼接帶寬度應(yīng)為5～10 mm，同樣自中部向四周拼接。若衛(wèi)圖圖像色彩濃重，可適當(dāng)降低打印濃度和對(duì)比度，以使圖像清晰，易于勘察現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)注。插入CAD的光柵圖像，可單擊“修改”-“對(duì)象”-“圖像”-“調(diào)整”，選擇要修改的圖像，在“圖像調(diào)整”對(duì)話框中降低對(duì)比度和褪色度。

現(xiàn)場(chǎng)勘察前，可充分利用衛(wèi)星地圖提供的在線測(cè)量工具，收集整理河渠、道路、邊界等目標(biāo)要素的距離、長度信息供初步分析。以“地球在線”為例，“測(cè)量距離”工具可以測(cè)量直線距離、折線路徑累計(jì)長度。測(cè)量距離時(shí)將視窗放大，準(zhǔn)確點(diǎn)取線路每一個(gè)測(cè)量標(biāo)點(diǎn)，各點(diǎn)之間以醒目的紅線連接，形成折線路徑，給出累計(jì)長度。邊點(diǎn)取測(cè)量點(diǎn)，邊用鼠標(biāo)左鍵移動(dòng)視窗位置，最后形成完整測(cè)量路徑，給出累計(jì)總長度。每一個(gè)測(cè)量標(biāo)點(diǎn)尚可單擊移動(dòng)微調(diào)來修正路徑。曲線長度測(cè)量，盡量放大視窗，點(diǎn)取更多測(cè)量點(diǎn)，使形成的路徑精細(xì)平滑，提高測(cè)量精度。

3 描繪制圖

3.1 地理要素取舍

基于衛(wèi)圖繪制總平面圖的地理精度涉及地理要素的取舍，可根據(jù)總平面圖范圍、出圖比例、規(guī)劃目的具體確定。出圖范圍較大、比例尺較小時(shí)，過于末級(jí)的鄉(xiāng)間道路、溝渠可以舍棄，以免載負(fù)信息過多而喧賓奪主；出圖范圍較小、比例尺較大時(shí)，可盡量錄入各類地理要素。

衛(wèi)圖顯示的較小干支溝渠常和鄉(xiāng)間道路并行甚至重合，僅從衛(wèi)圖上難以判斷溝渠的起止始末。因此，水系溝渠的描繪尚需參照以往平面圖，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘研判校準(zhǔn)。

境界與政區(qū)包括必要的縣鄉(xiāng)界、灌區(qū)界等，需參照政區(qū)地圖或有關(guān)平面圖資料確定。將電子圖件或掃描圖像插入圖形，調(diào)整1∶1繪圖比例，描繪境界與政區(qū)界，校準(zhǔn)拼接到底圖上。

3.2 線劃與注記

完成底圖拼接，即可參照?qǐng)D像進(jìn)行描繪操作。繪制總平面圖應(yīng)遵守《國家基本比例尺地圖圖式》。主要地理要素的符號(hào)、顏色，可參照《地理信息公共服務(wù)平臺(tái)電子地圖數(shù)據(jù)規(guī)范》。線型顏色采用RGB模式表示，居民地RGB（255,220,233），河流RGB（181,207,255），國道RGB（255,120,0）。

CAD圖層顏色設(shè)置利用“圖層特性管理器”-“顏色設(shè)置”-“真彩色”-RGB模式，分別設(shè)定規(guī)范要求的紅、綠、藍(lán)分量值，確定圖層顏色。為使圖面清晰、層次分明、突出主體，可淡化道路、居民地等量大面廣的基礎(chǔ)地理要素，將其圖層顏色用“顏色設(shè)置”-“真彩色”中的HSL模式降低亮度值。實(shí)測(cè)地形圖也應(yīng)適當(dāng)?shù)?，將其所有顏色調(diào)整為灰色RGB（128,128,128），既能清晰地輔助設(shè)計(jì)，又不影響工程布置設(shè)計(jì)表達(dá)。

線劃描繪使用多段線，可以作為一個(gè)對(duì)象進(jìn)行屬性編輯或查詢操作，方便修改線寬、線型、顏色，或使用“工具”-“查詢”-“列表顯示”查詢長度、面積。使用“修改”-“對(duì)象”-“多段線”，可以將端點(diǎn)相互連接的多段線、直線或圓弧合并為一條多段線。

居民地對(duì)區(qū)域規(guī)劃面積的分析具有參照作用。居民地應(yīng)依比例描繪，不應(yīng)采用不依比例的單、雙圓圈表示。較大城鎮(zhèn)可用街道分割街區(qū)式，較小居民地可用村莊輪廓式。街區(qū)式可僅描繪連接外部道路的主要街道，輪廓式的河流、鐵路、高速公路可通過街區(qū)，其他道路則與輪廓圖形邊緣相接。街區(qū)按規(guī)定圖式如陰影進(jìn)行填充。

3.3 規(guī)劃成果表達(dá)

總平面圖是項(xiàng)目規(guī)劃的總綱，應(yīng)突出展示工程特性和主要規(guī)劃成果，讓專項(xiàng)審查批復(fù)、建設(shè)管理應(yīng)用一目了然。諸如標(biāo)注建設(shè)范圍、河渠管線、樞紐建筑物、管理設(shè)施、征遷范圍等，標(biāo)明已建渠道、規(guī)劃渠道，不同灌溉模式、灌溉措施，設(shè)計(jì)灌溉面積、有效灌溉面積，新增灌溉面積、恢復(fù)改善灌溉面積，列出主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表。

色彩是最基本的地圖語言。諸如各類不同灌溉面積，采用不同底色填充來區(qū)分，較之圖案符號(hào)填充更為清晰簡潔。填充顏色使用HSL模式降低亮度值，要求淺淡均勻。填充對(duì)象后置，以襯托主體內(nèi)容，形成透明色效果。類似改造渠線和現(xiàn)狀渠線的區(qū)分，同樣可以用透明色效果來標(biāo)記。復(fù)制一條重合渠線，線寬改為原線寬的2～3倍，顏色改為有別于原渠線的醒目標(biāo)記色，后置，即可形成透明色標(biāo)記改造渠線的效果。

4 成圖整飾

圖面整飾應(yīng)遵守《水利水電工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》[4]，繪制比例標(biāo)尺、指北針、圖例、標(biāo)題欄等，以及項(xiàng)目區(qū)在本省、本地區(qū)的位置。對(duì)需要張貼展示的掛圖，可以在圖的上方或其他適當(dāng)位置用較大的字號(hào)書寫圖名。

比例尺宜采用直線比例尺，圖形縮放或不同比例出圖時(shí)，比例尺無需調(diào)整。將一線段等分出基本單位，一般長1 cm或2 cm，標(biāo)注實(shí)際距離，將最左邊的一段基本單位再作等分。

衛(wèi)星地圖精度終究有限，總平面圖不能代替地形圖測(cè)量。因此，應(yīng)明確給出適用說明，以避免不必要的矛盾和糾紛。如總平面圖所示邊界、范圍、線路、位置不作為確權(quán)劃界、征地遷賠的依據(jù)，放線定位應(yīng)以實(shí)測(cè)地形圖、專項(xiàng)設(shè)計(jì)圖為準(zhǔn)。

5 結(jié)語

衛(wèi)星地圖可以提供矢量數(shù)據(jù)和光柵數(shù)據(jù)即衛(wèi)星遙感圖像。使用矢量數(shù)據(jù)需要專業(yè)技術(shù)和專業(yè)軟件，技術(shù)要求高且操作繁瑣。即使具有專業(yè)技術(shù)使用矢量數(shù)據(jù)制作地形圖，所基于的衛(wèi)星地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也進(jìn)行了偏移和修飾，不可能達(dá)到工程設(shè)計(jì)的精度。所以，對(duì)于基層技術(shù)人員基于衛(wèi)星地圖的光柵數(shù)據(jù)應(yīng)用，不需要任何安裝設(shè)置和專業(yè)技術(shù)，常規(guī)操作，簡捷高效，不失為基層水利規(guī)劃的得力助手。

TV222.1

：B

：1673-8853（2017）02-0063-02

2016-12-15

編輯：劉長垠

張旭（1964-），男，工程師，新鄉(xiāng)市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，副院長，從事水利工程勘測(cè)設(shè)計(jì)工作。