浅谈利用正射影像图更新地形图

王雪 丁雨 张官进

摘  要：社会和经济的发展使地形发生迅速变化，原有的地形图需要实时更新。传统方法存在成本高、耗时多、所需人员多等不足。基于此，本文阐述了利用正射影像图更新地形图的工作流程和關键技术，并结合六安市某镇地形图进行更新。结果表明利用正射影像图更新地形图具有较高的可行性，为相关研究提供了参考。

关键词：数字正射影像图;地形图更新;修测

中图分类号：P283.49 文献标识码：A 文章编号：2095-9052（2021）10-00-02

在国民经济和社会发展中，数字地理信息已成为城市乃至全国各个领域宏观决策和规划管理中不可或缺的一部分[1]。现阶段，国家、各省都已经完成了数字化地形图的基础工作，相继建成了基础地理信息数据库，具有更好的准确性和现势性[2]。城市的大比例地形图是基础地理信息数据库的重要来源之一[3]，如对数据进行更新，采用传统更新地形图的方法，从其更新的制作周期和所需成本来看，无法满足当代城市发展的需求。因此利用现在的新技术——数字正射影像图[4]对地形图进行更新，是时代的需求。传统方法中，把地面实况分为房屋、水系、道路等几大要素。但就目前的地区发展状况来看，房屋、道路和植被三大地物要素的变更较密集，而地形地貌一般情况下不会发生明显改变。针对上述情况，使用新方法对地形图进行更新，即在原有的数字线划图上叠加现有的数字正射影像图，可直接更新发生变化的地物要素，这种更新方法具有很大优势[5]。

一、地形图的作用及重要性

（一）地形图在地区建设中的作用

地形图是基础地理信息数据库的主要数据来源，在地区管理、规划建设、国土资源管理、可持续发展研究等众多领域发挥着不可替代的作用，对于地区的发展是至关重要的。地区道路网格是地区规划构成的重要部分，是改善地区交通的利器，也是地区建设的必要保障，是一个地区在未来发展方向上的指南针。地形图对新、老城区道路规划有着极其重要的参考价值。而古代遗址、铁路、高压塔等地物要素影响着路网规划设计，这种地物类型的变化较少，且必须结合外业调查才能够确定，因此地形图对地区道路网格建设的力量不容小觑。

（二）地形图更新的重要性

随着社会经济建设的迅速发展，城市建设也在加快变化，棚户区改造、开发城市边缘地带、居民小区配套设施建设日趋完善、道路交通的功能日益健全，这些现象都使城市地形图发生了变更。精确的地形图会在一定程度上影响社会发展，也会为相关政府部门的决策提供有力参考。传统的地形图完全依靠外业采集信息来更新，无法满足城市建设的需求。在地区发展与经济建设的背景下，对地形图的现势性和准确性提出了要求，需将地物的变化反映在地形图上，及时更新基础地理信息数据库。采用数字正射影像图对地形图进行快速更新的方法适应时代发展，而且该方法所需成本很低，更新速度快。

二、数字正射影像图的操作

（一）数字正射影像图的制作

（二）数字正射影像图的预处理

PCI软件具有操作简便、处理能力强、生产效率高的特点，设置相关参数后，可自动执行DEM校正、图像拼接和地图剪切。利用数字正射影像图对地形图进行更新，数字正射影像图的质量决定了相应数据的精确程度。由PCI软件自动生成数字正射影像图，存在影像质量不高的情况，影响精度。针对这种问题，使用Photoshop软件来调整数字正射影像图的对比度，使地面上物体的亮度和对比度达到最佳效果。此方法使图像更清晰，更有利于对地形图进行更新。由于MapStar软件可识别的图像格式种类有限，需先使用Photoshop软件将裁剪后的数字正射影像图转换为BMP格式，再使用MapStar软件将矢量数据与经过定向和计算的正射影像进行数据叠加，此时矢量数据附着在正射影像图上。

三、地形图的修测

（一）房屋要素修测

房屋要素的修测重点是房屋的具体位置以及分布式样与类别，应准确表达出与其他地物之间的相关联系。在修测房屋要素时，需清除原有地图的房屋边界线，使覆盖在房屋下的数字正射影像更加清晰，再根据从数字正射影像图中得到的信息对房屋要素进行相应的编辑操作。用数字正射影像图可肉眼区分房屋与其他建筑物的不同，并可直接在影像上进行修改和收集相关信息。根据影像图呈现的位置采集发生变更的房屋地界，在房屋地界与影像图重叠超限或位置不同时，需进行修改，而在影像图上已不存在的房屋则需删除。比如数字正射影像图不清晰，或拐角处存在遮挡情况，则需综合使用其他参考图像进行分析，对相关区域进行标记，待外业调绘之后，方可确定房屋的具体边界线。

（二）道路要素修测

道路要素的修测重点是对新建道路或扩建、改建道路进行修测，这些发生变更的道路要素在地区发展规划中特别突出。此时需查阅相关资讯，分析道路要素的相关信息，保证道路变更后相关参数的正确性。在数字正射影像图中，高速公路等道路要素的附近区域地物稀少，在影像图中较清晰，可直接按照影像进行采集。而受树木或建筑物遮挡的道路要素边界线较难直接根据影像图进行判断，需参考相关资料或外业调绘进一步确定。

（三）水系要素修测

水系要素的修测可按水系区域形状进行区分，大致可分成线性水系和面状水系两大类。其中线状水系有河流、沟渠等，面状水系有湖泊、池塘、水库等。在数字正射影像图中，线性水系的边界线可与河岸的色调对比进行确定，对其进行直接采集;而对非线性水系进行修测时，则要根据季节考虑丰水期和枯水期这两个要素，通过外业调查判断水涯线的具体位置。

（四）修测检查

在进行上述修测后，开始接边检查，确定数据之间的接边正确性。此时对图面进行再次检查，确保数据的完整性。接边检查后，需进行质量检查，质量检查包含位置及属性的精度检查。位置精度检查可将地形图与数字正射影像图进行叠加，观察两者之间的重叠程度，再在地形图上选择若干特征点，与数字正射影像图上的相应点进行位置比对，分析相应位置精度是否满足要求;属性精度检查，是对比影像图进行分析，外业再进行调查核对，保证该数据信息的现势性。以六安市某镇为研究区域，探讨利用正射影像更新地形图的可行性。下图为镇内某区域正射影像图和更新后的地形图，如图2、图3所示。

四、结语

数字正射影像地图在城市规划、设计、施工和管理中的应用越来越广泛。利用数字正射影像图对地形图进行更新，是现代测绘研究改变地形图更新手段的一种方法。与传统更新地形图的方法进行比较，这种方法具有成本用度低、制作周期短、工作方式便捷、所需人员较少等优点;但这种方法也存在缺点，如不能获取高程信息等。在对大比例地形图进行更新时，能最大程度发挥这种方法的优点，便于为地区发展提供具有现势性的资料。在对局部要素变更较快的地区进行地形图的更新时，运用数字正射影像能最大限度满足地区建设要求，实现动态化更新。

参考文献：

[1]丁育萱.基于高分辨率航空影像和LiDAR点云的建筑物提取算法研究[D].武汉大学硕士论文，2020.

[2]林勇，等.固定翼无人机优于2cm航测在地形测量中的应用[J].测绘科学，2019，44（10）：196-204.

[3]刘琳，郑凤娇，覃雪梅.基于多源遥感卫星制作数字正射影像图[J].测绘通报，2019（S2）：126-129.

[4]朱晓康.1：500无人机大比例尺测图关键技术及应用研究[D].武汉大学硕士论文，2018.

[5]莫中夏，张新长，何显锦.基于地图信息量的地形图更新技术[J].测绘通报，2017（3）：58-61.

（责任编辑：董维）