無錫市影像地圖集的設計與編制

王聯(lián)杰，王維佳，曹夢雨

(無錫市測繪院有限責任公司，江蘇 無錫 214031)

1 引 言

無錫市影像地圖集是通過測繪科技手段將由航空攝影數據生產的數字正射影像圖，與傳統(tǒng)地圖符號及文字進行融合處理編制而成。該影像地圖集以直觀立體的視覺效果，清晰、逼真地展現無錫市的空間布局及地理外貌，在數學精度上有較高的精確性、在地貌的展示上有較強的現勢性；同時具有較好的直觀效果和較豐富的信息量。通過影像地圖集，人們可以從空中鳥瞰的角度，對無錫城市的各個角落進行便捷地查看和查詢，便于向廣大讀者更好展示無錫的魅力，加深讀者對無錫城市發(fā)展的了解，同時吸引更多的來賓到無錫觀光旅游，投資興業(yè)。地圖集一經誕生便成為頗受人注目的地圖產品，同時也為政府決策、科學規(guī)劃、城市建設提供了寶貴的基礎資料。

2 圖集編制的技術依據和設計原則

2.1 技術依據

圖集編制的主要技術依據國家和行業(yè)部門公開發(fā)布的技術標準及針對本項目的技術設計書和相關文件，具體如下：

(1)遙感影像平面圖制作規(guī)范(GB/T 15968-2008)；

(2)1∶5 000 1∶10 000 1∶25 000 1∶50 000 1∶100 000地形圖航空攝影規(guī)范(GB/T 15661-2008)；

(3)地圖印刷規(guī)范(GB/T 14511-2008)；

(4)IMU/GPS輔助航空攝影技術規(guī)范(GB/T 27919-2011)；

(5)1∶10 000 1∶25 000比例尺影像平面圖作業(yè)規(guī)程(CH/T 3002-1999)；

(6)數字航空攝影測量測圖規(guī)范第1部分：1∶500 1∶1000 1∶2000數字高程模型數字正射影像圖數字線劃圖(CH/T 3007.1-2011)；

(7)數字正射影像圖質量檢驗技術規(guī)程(CH/T 1027-2012)；

(8)無錫市影像地圖集編制設計方案。

2.2 設計原則

(1)現勢性

現勢性就是地圖制圖所提供的地理空間信息要盡可能反映當前最新的情況[1]。通過搜集資料、野外測量獲取最新的影像資料與二維GIS數據來保證地圖集的現勢性，使得圖集能夠及時反映地理要素與人文要素的實際變化、為規(guī)劃決策提供可靠的依據、在社會經濟生產中發(fā)揮重要的作用。

(2)合理性

合理性是地圖集編制設計的基本要求，也是地圖要素編輯處理的指導準則。圖集的合理性主要表現在：地圖分幅與圖面配置，信息的取舍和概括，符號的設計和使用三個方面。分幅的合理設計與圖面的合理配置，便于圖集地使用；信息的合理取舍和概括，突出圖集設計主題；符號的合理設計和使用，利于地圖地判讀、理解。

(3)準確性

地圖集將是面向大眾的產品，將為社會公眾服務，將為社會建設提供基礎資料，所以必須保證自然地理要素、人文要素及社會經濟要素準確。整理、分析搜集的資料且通過作業(yè)過程中的自查核對、實地調繪來進行質量控制，從而確保地圖集反映的信息準確無誤。

(4)完整性

地圖集的編制是一個系統(tǒng)工程，在內容上需要有一定的關聯(lián)性，在結構上需要有一定的連貫性。在圖集幅面設計中采取圖幅之間上下左右各留有 1 cm重疊區(qū)的方式，保證各分幅圖間銜接連貫，確保圖集是一個完整的產品。

(5)一致性

一致性就是影像色調、地圖用色、地圖符號、要素表示在編制過程中應采用統(tǒng)一標準，保持影像地圖集整體風格一致。利用專業(yè)處理軟件對影像圖進行整體調色處理，使色彩基本趨于一致；根據制圖要求設計表示方法及地圖符號集及編制使用說明來規(guī)范地圖制作。

3 總體技術框架

影像地圖集根據圖集制圖范圍、項目要求、項目周期及已有數據資源等，制定如圖1所示的總體技術方案。首先利用采用DMC(Digital Mapping Camera)全數字航空攝影測量系統(tǒng)獲取 1∶6 000真彩色數字航空影像數據；然后利用數字高程模型(DEM)，采用全數字攝影測量系統(tǒng)SSK進行單模型數字正射影像圖DOM的生產；進而將生成的DOM與從已有的 1∶500的數字化地形圖提取的POI數據疊加合成shape數據，輸入制圖軟件CorelDRAW中進行編輯，生成分幅影像地圖；最終CTP制版、印刷、裝訂成集。

圖1 總體技術方案

3.1 航空攝影數據獲取

本項目由DMC全數字航空攝影測量系統(tǒng)獲取圖像數據且對其完成輻射處理和幾何處理，自動鑲嵌成一張完整的中心投影像片。航攝資料的清晰程度、影像分辨率、色彩真實程度完全能滿足影像地圖集實際生產的需求，符合制圖精度的要求。

3.2 DOM生產

數字正射影像圖(DOM)是根據單模型DEM及像片內外方位元素、影像分辨率，采用微分糾正方法進行糾正鑲嵌及影像重采樣而生成。

(1)用于糾正的DTM采集

引入空三加密成果建立測區(qū)文件，設置測區(qū)項目采集種子文件、坐標系統(tǒng)、單位及坐標原點，利用全數字攝影測量系統(tǒng)SSK，在立體觀測狀態(tài)下進行地物特征點、線、面的采集。采集完成進行三角構網，且檢查是否有不合理的三角網存在并作相應處理。要求以切準DTM地表為基本處理準則，而對于斷裂線處需保證影像不變形，生成地表模型三角格網。

(2)糾正鑲嵌

①數字微分糾正

標準分幅航空DOM采樣間隔 表1

②色調或色彩調整

影像鑲嵌前，應對相鄰各片之間的色調或彩色進行檢查；對于出現的偏差，應根據需要采用圖像處理方法進行調整，使之基本趨于一致。

③鑲嵌拼接

a.按設計的圖幅圖線框裁切分幅影像，以純色對圖幅內缺少影像數據的區(qū)域進行填充。影像裁切后，需在圖像處理軟件Photoshop中利用搜集的影像資料對純色區(qū)域進行影像替換。

b.同一圖幅包含不同分辨率影像時，采用最高分辨率進行鑲嵌。

c.影像鑲嵌完成后，應認真檢查所生成的DOM，對影像模糊、影像遺漏的接邊區(qū)域，進行修補處理。城區(qū)內的影像鑲嵌應采用人工方法進行，防止出現高層建筑因投影方向不一致而產生的影像扭曲變形。

④根據裁切邊界，利用程序生成地理定位文件，文本格式。

⑤在IRASC軟件下進行圖幅接邊檢查。

主要檢查圖幅接邊處影像的亮度、反差、色彩是否基本一致，同名點距離是否超限等[2]。

3.3 影像地圖集編制

利用GIS軟件將DOM與分類POI數據疊加合成shape數據，進行數據編輯、坐標轉換、比例尺變換、數據裁切處理后輸入制圖軟件CorelDRAW中。在CorelDRAW中進行要素分類與分級、標注地理要素與地圖符號、信息取舍和概括、圖面整飾等處理制作成圖。

圖2 地圖集編制技術流程

影像地圖集是“以影像為主，矢量要素為輔”，所以影像占據著地圖集的主體內容[3]，其數據類型有別于普通地圖集中的點、線、面矢量數據，主要為點狀數據和高分辨率影像數據。由于影像數據本身就含有豐富的水系、道路、島嶼形狀等地理信息，所以在地圖編制過程采取直接在Photoshop對水系、道路進行色彩暈染處理來確保圖面更加真實、美觀自然；對島嶼進行邊緣銳化，使其輪廓更加清晰。影像地圖集的色彩設計包含兩個方面：影像色彩的設計和矢量地圖符號的色彩設計，其中影像色彩的設計主要是客觀、準確、協(xié)調地表現地表的自然色彩[4，5]。在影像色彩處理過程中采取了在Erdas中進行勻色處理及在Photoshop中進行色彩調整，從而保證色彩過渡自然、更加接近自然色。在矢量地圖符號色彩的選擇上，側重選擇與影像顏色對比明顯的色彩來突出地顯現地圖信息。地圖表現形式上注重設計多樣化的圖式和注記樣式，保證圖幅元素表現合理，表達清晰，同時運用邊框和底紋美化圖集。

無錫市影像地圖集中的影像色彩選擇為藍綠色系，確保了城市地貌真實準確地展示給讀者，同時也利于POI注記在地圖上的顯示。

無錫市影像地圖集POI注記的各項指標 表2

4 無錫市影像地圖集

無錫市影像地圖集是一本以航空正射影像為主要表現內容，并輔以相關地理信息的城市地圖集。本圖集由序圖、目錄索引、分幅圖三部分組成，制圖區(qū)域為無錫市 1 643.88 km2范圍；設置 1∶7 000與 1∶12 000兩種比例尺，覆蓋無錫市全市區(qū)范圍。圖集設計幅面為：420 mm×297 mm，有效影像幅面為 396 mm×264 mm，共包含300個彩頁，內置分幅影像地圖144幅，其中 1∶7 000比例尺的影像地圖62幅，1∶12 000比例尺的影像地圖82幅。

圖集中的地理信息依據現有二維GIS數據，并對涉密影像圖進行技術處理；按照居民區(qū)、鎮(zhèn)村、標志建筑、公共設施、企事業(yè)單位、公園景觀、交通設施和水系河流等要素進行分類分級標注。

圖集直觀并有重點地反映了無錫市區(qū)地理全貌，充分展現了幽深古巷的江南水城特色，全面反映了無錫的人文風情，彰顯出近幾年無錫城市規(guī)劃建設的風采，展示了無錫的太湖美景、京杭大運河壯觀。

圖3 分幅影像地圖

影像地圖集按功能用途分為三大部分：

第一部分：影像地圖集的說明部分，包括封面、封底、扉頁、序、內封等等。

第二部分：影像地圖集使用指引部分，主要包括目錄索引、分幅索引和名稱索引。

第三部分：影像地圖詳圖部分，即 1∶7 000及 1∶12 000的分幅影像地圖。

圖集在功能上實現了信息快速索引查詢，地理外貌逼真展示，在區(qū)域總體規(guī)劃方面具有重要作用。

5 結 語

無錫市影像地圖集內容豐富、信息準確、色彩絢麗、編排合理，達到了設計的預期目標，滿足了社會生產的實際需要。圖集的編制和印制，豐富了無錫市地圖書庫的內容，對更好地宣傳無錫、了解無錫、認識無錫發(fā)揮了重要的作用。圖集是無錫城市建設與輝煌歷史留下的珍貴記錄，是城鄉(xiāng)新格局、新面貌的縮影，也是社會各界了解無錫最便捷、最直觀的窗口。

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