大比例尺地形图计算机制图技术

大比例尺地形图计算机制图技术

孟海珍

河北省地质测绘院河北廊坊065000

摘要：利用计算机绘制的大比例尺地形图，受到自身优势影响，受到各行业与部门的青睐，也标志着制图技术的发展。现阶段很多行业制图质量参差不齐，制图效率偏低。当前急需解决的现实问题及时提高大比例地形图的制图方法，掌握制图技术与要点，促进工作效率的提高。有鉴于此，本文中以自身经验为出发点，分析大比例尺地形图的制作技巧。

关键词：大比例尺；地形图；制图技术

引言

地形图是用各种规定的符号和注记表示地物、地貌及其他相关信息，比较全面、客观地反映了地面的基本情况，尤其是大例尺地形图成为桥梁、道路、矿业、房地产、农田、水利、地质勘探进行组织设计、规划、施工，成为各行业测绘成果资料和档案保存的重要部分；因此由于它的重要性，如何提高计算机制图方法主要有以下几点供广大制图人员借鉴。本文中主要分析1：10000地形图的测制方法，以无人机为基础展开论述。

1、技术流程

无人机影像与普通航摄影像有很大区别，所以常规航摄影像的处理方法无法达到使用的要求。本文结合实际任务，设计了基于无人机影像制作1∶10000地形图的技术流程。

1.1无人机影像预处理首先要对无人机影像进行色彩的修正，飞行中受相机倾角和光线的影像，同航带之间的影像色差较小，相邻航带的影像色差较大，会影响后期的立体测图，建议使用Photoshop软件对影像色差进行调整，保持影像色调统一；然后对无人机相邻相片进行“旋转角度”处理，这是由于飞行中为节省燃料和提高工作效率，飞行路线为“S”型，相邻航带之间飞行方向相反，需要对影像进行角度的旋转，建立正确的航线列表，保证相邻航带之间影像重叠度，确保能够满足后期地形图测制的需要。

1.2空中三角测量使用GeoWay软件建立测区文件，经过引入影像、自动内定向、自动相对定向、建立模型、剔除残差等步骤，最后采用有控制点的区域网平差方式，生成加密点文件并输出空三精度报告。空三加密结束后，要对空三成果进行检测，选择控制点位检查点，在立体下进行测量，保证误差在限差以内。

1.3地貌采集主要在立体环境下，采集等高线、高程点和地形地貌。采集时建议按由低向高的顺序采集，先采集计曲线，再采集首曲线，最后采集高程点。采集等高线时，要注意与河流的关系，曲线保证套合，能够真实反映地表形态。在山地的地貌采集中，由于悬崖峭壁处有阴影，影像较暗，建议采集时及时调整影像亮度，能够提高采集质量。

1.4地物采集点状地物采集地物的根部，不依比例尺表示的线状地物采集地物的中心线，依比例尺表示的地物采集地物的边线和轮廓，面状表示的地物采集时要注意闭合。在立体环境下，通过室内判绘技术，参考野外调绘成果，采集居民地、水系、交通和植被等相关要素，保证地物的位置和属性正确。

1.5DEM制作通过等高线自动生成DEM，并对DEM进行人工编辑，最后拼接DEM，输出成果。由于DEM是通过等高线生成，建议在采集等高线时，要采集山脊、山谷的特征线，较大的湖泊或较长的河流，要沿着水的边线采集，保证DEM不落水，以进一步提高正射影像的精度。

1.6正射影像制作首先利用DEM对单张影像逐一进行几何纠正，生成单张正射影像，然后将所有单张正射影像按实际位置信息进行拼接，编辑拼接线，匀光、匀色，最后按标准图幅进行裁切输出。编辑拼接线的过程中，要注意尽量沿着地物界线明显的地方或者地物纹理色彩变化不大的地方，不要造成接边地物的拉伸、变形或扭曲，不要有明显的人为接边痕迹。

1.7入库编辑将矢量地貌数据和地物数据导入MapStar软件，将编码一一与软件对应，按入库标准处理，并参考调绘成果、地理名称资料和水文资料，对地物挂接指针和属性录入，最后进行数据格式的检查。

1.8出版编辑在MapStar软件下，将入库数据按照出版的要求进行处理，正确处理要素之间的关系，要素之间关系要合理，图面要美观，最后生成EPS数据上交成果。

2、作业中的注意事项

由于无人机影像与航摄、卫星影像相比，具有较大的差异，所以在作业中要注意以下事项。

2.1影像预处理在作业之前，要对无人机影像进行预处理。由于无人机摄影的相机不是量测相机，单张影像的边缘区域出现光学畸变，地物在影像上的位置与真实位置会出现偏差，需要进行影像的光学畸变修正。由于无人机在飞行中为节省燃料和提高工作效率，呈“S”路线飞行，相邻航线的影像之间角度相差180°，在空中三角测量时，要对影像进行角度的旋转，保证影像之间的关系正确。

2.2空中三角测量无人机影像的空三加密与普通航摄影像的空三加密方法不同。由于无人机影像像幅小、重叠区域大、相机倾角大等特点，常规的空三加密方式不仅要耗费大量的劳动力，而且质量不高，影响后期的DEM制作和立体测图精度。可先采用区域网自由网平差的方法，剔除误差较大的错误点，然后再转刺野外控制点，最后进行有控制点的区域网平差，这种方法可最大限度减少相机倾角对空三加密影响，保证空中三角测量工作的顺利进行。

2.3等高线自动生成DEM无人机影像制作DEM主要有两种方法：一种是根据空三加密成果，通过影像匹配自动生成DEM，另一种方法是通过采集好的等高线自动生成DEM。由于等高线是经过人工采集，并且为通过检查验收的成果，精度高、质量好，可以减少后期DEM编辑的工作量，建议使用等高线自动生成DEM。

2.4正射影像（DOM）制作由于无人机搭载的相机属于非量测相机，影像会产生光学畸变，并且飞行姿态不稳定，造成相邻航线间影像上的地物位置偏差、影像色调不一致，正射影像拼接工作量较大。可先利用GeoWay软件的自动拼接功能，生成拼接线，然后再对拼接线进行人工编辑，能够较大地提高工作效率。

2.5立体测图受无人机影像像幅小、畸变大、遮挡较重、影像晃动和影像模糊等因素干扰，特征点匹配不准，导致立体模型的立体感较弱，严重制约地貌采集和地物采集的精度。建议在立体采集前，要对作业人员进行无人机影像立体采集方面的培训，合格者才能参与任务；立体采集中，影像模糊或者模型立体感不强，通过缩小模型放大比例的方法来增强模型的立体感和清晰度，保证采集精度；因遮挡原因影响立体测图的情况，可打开相邻的立体模型进行采集，减少对采集精度的影响。

2.6入库编辑和出版编辑无人机影像入库编辑和出版编辑与普通航摄影像的方法大致相同。值得注意的是：入库数据的要素属性录入需要参考野外调绘成果和测区新一代1:5万地形图入库数据，若二者出现矛盾，以野外调绘成果为准；出版编辑是根据技术要求对入库数据进行处理，正确处理好要素之间的出版关系，对图廓信息进行整饰，输出EPS打印成果。

3、结语

大比例尺地形图计算机成图技术是一项复杂繁琐，费时费力的一项工作，它受外业影响较大，这要求我们成图人员对成图技术一定要熟练，对AutoCAD知识也要掌握；对所在的测区内外业工作，测区的环境一定要熟悉，还得有耐心、细心、责任感；另外成图技术来自于实践，只有从实践中不断地的学习、探索，才能发现新的方法和技巧，才能提高计算机成图的水平，节省大量时间，也为各行业、各施工单位对缩短工期带来极大的方便。

参考文献：

[1]马刚.UX5无人机不同航高的精度分析[J].北京测绘.2015(03):123-125.

[2]宋亮.无人机航测技术在农村地籍调查中的应用[J].北京测绘.2014(04):78.

[3]孙浩.基于PixelGrid系统的无人机影像空三加密及影像图制作[J].测绘与空间地理信息.2012(08):45.