基于多源數(shù)據(jù)融合的大比例尺地形圖制作方法研究

黃妙華

（廣州建通測(cè)繪地理信息技術(shù)股份有限公司，廣東廣州 510663）

目前，地形圖的繪制普遍直接疊加DOM進(jìn)行編制，對(duì)于大比例尺地形圖，直接在DOM上進(jìn)行編制，無(wú)法分辨陡坎、斜坡、水溝、小路等，且建筑物均采用先畫房頂再移到基底的方式，降低了大比例尺地形圖的精度。為了解決大比例尺地形圖更新速度慢、精度差、工作煩瑣、效率低下、投入大、成本高等問(wèn)題，本文基于多源數(shù)據(jù)融合的大比例尺地形圖制作方法進(jìn)行研究，提高效率，降低成本。

1 總體技術(shù)路線

總體設(shè)計(jì)路線如圖1所示。

圖1 總體技術(shù)路線

2 技術(shù)流程

準(zhǔn)備測(cè)區(qū)的范圍和控制點(diǎn)資料，向軍事和航管相關(guān)部門申請(qǐng)航飛批文，按規(guī)程要求到相關(guān)接洽部門協(xié)調(diào)。地面控制測(cè)量組開(kāi)始進(jìn)場(chǎng)查找控制點(diǎn)和靜態(tài)GPS聯(lián)測(cè)等地面工作。航飛得到許可后，安排飛機(jī)和LiDAR設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，安裝調(diào)試最佳狀態(tài)后，飛機(jī)起飛，采集LiDAR數(shù)據(jù)。各項(xiàng)指標(biāo)嚴(yán)格按照航飛設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行，如果出現(xiàn)漏飛、數(shù)據(jù)質(zhì)量差等問(wèn)題，應(yīng)立即進(jìn)行補(bǔ)飛或重飛，如果原航線滿足補(bǔ)飛要求，可按原航線補(bǔ)飛，也可按新航線補(bǔ)飛。航飛結(jié)束后，及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)及POS數(shù)據(jù)檢查，確保無(wú)誤后采用軟件進(jìn)行IMU和GPS聯(lián)合解算。對(duì)外業(yè)采集LiDAR數(shù)據(jù)、IMU和GPS聯(lián)合解算、控制聯(lián)測(cè)七參數(shù)進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理，內(nèi)業(yè)采用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)、DOM數(shù)據(jù)。

點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)分類后提取地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)和非地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，非地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)可生成DIOM，地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)可生成DEM，結(jié)合DOM，融合形成DOEM，再根據(jù)DOM、DIOM、DOEM進(jìn)行地形圖的制作，最終形成大比例尺地形圖成果。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 DIOM的制作

激光點(diǎn)云非地面點(diǎn)數(shù)據(jù)生成DIOM，根據(jù)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)LAS文件，選擇分類后的非地面點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)資料的實(shí)際參數(shù)，設(shè)置合理的激光點(diǎn)顯示尺寸，并設(shè)置合適的分辨率，再根據(jù)圖框范圍將需要分幅的點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件輸出為DIOM圖像。

DIOM成果如圖2所示。

圖2 DIOM成果

3.2 DOEM的制作

DOM和DEM融合形成DOEM，選擇同類型的DOM和DEM，如同為圖片或同為定位文件，DOM和DEM的文件類型要求，JPG格式的圖片使用JGW格式的定位文件，TIF格式圖片須使用TIF格式。數(shù)據(jù)不一致時(shí)，應(yīng)先改其后綴再操作，再將DOM與DEM進(jìn)行融合，形成DOEM圖像。

DOM圖像如圖3所示，DEM圖像如圖4所示，DOEM成果如圖5所示。

圖3 DOM圖像

圖4 DEM圖像

圖5 DOEM成果

3.3 大比例尺地形圖制作

DOM、DIOM、DOEM形成DLG，在DOM上繪制所有可識(shí)別的地物，如建筑物、道路、水系、橋梁、涵洞、鐵路、高壓線桿、地類界等，再利用DIOM圖像對(duì)繪制的建筑物進(jìn)行基底位置糾正。根據(jù)DOEM圖像，補(bǔ)繪DOM不易繪制的陡坎、斜坡、水溝、小路等地物，最后進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪，補(bǔ)測(cè)地形地物和驗(yàn)證測(cè)量、繪圖的精度，形成最終DLG成果數(shù)據(jù)。

DLG最終成果如圖6所示。

圖6 DLG最終成果

4 應(yīng)用案例——佛岡全縣域大比例尺地形圖測(cè)繪項(xiàng)目

本項(xiàng)目工作內(nèi)容為佛岡縣全縣域航空LiDAR數(shù)據(jù)獲取、613.77 km21∶2 000數(shù)字正射影像圖、681.47 km21∶1 000數(shù)字正射影像圖、數(shù)字線劃圖、1∶1 000縣域基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)入庫(kù)，總規(guī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作。本項(xiàng)目規(guī)模大、產(chǎn)品種類較多，引進(jìn)了機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)和基于多源數(shù)據(jù)融合的大比例尺地形圖制作方法。通過(guò)本項(xiàng)目的成功應(yīng)用，證明該方法結(jié)合激光點(diǎn)云形成DIOM，可高效率、高精度繪制建筑物，融合DOM和DEM，形成DOEM，使影像細(xì)節(jié)清晰，高效率、高精度地繪制陡坎、斜坡、溝渠、小路。該制圖方法與傳統(tǒng)測(cè)量相比，提高了內(nèi)業(yè)繪制大比例尺地形圖的效率和數(shù)據(jù)完整性，減少外業(yè)補(bǔ)測(cè)的工作量、人力、物力的投入，縮短了作業(yè)周期，降低成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，及時(shí)有效完成了項(xiàng)目的實(shí)施，滿足了測(cè)繪工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中所要求的整體性、時(shí)效性。

5 結(jié)語(yǔ)

本文順應(yīng)測(cè)繪技術(shù)發(fā)展的新要求，依托新技術(shù)、新方法，提出了通過(guò)激光點(diǎn)云、DOM、DEM的有機(jī)融合，形成DIOM和DOEM，使影像細(xì)節(jié)清晰明顯，提高了內(nèi)業(yè)繪制大比例尺地形圖的效率、數(shù)據(jù)的完備性，減少外業(yè)補(bǔ)測(cè)的工作量，提高了工作效率、降低了經(jīng)濟(jì)成本，為同類型項(xiàng)目的實(shí)施提供了參考建議。