第卷第期塑〕年月江苏测绘〕卿理〕数字高程模型虞继进摘应用的建立与应用南京江苏省测绘局科研技术监督处要数字高程模型是基础测绘成果的数字化产品之一在测绘遥感军事工业等行业有广泛的本文以介绍的基本概念和以不同的数据源仪器设备生产的工艺流程也简单介绍在测绘中的一些应用关键词数字高程模型应用概述在传统的地形图中是用等高线地貌符号及必要的数字注记表示地形用各种不同符号与文字注些基本信息应包含起始点一般为左上角坐方向与方向的间隔标及在行列数矩形格网等的优点存储量最小可以进行记表示地物的位置形状及特征都是将地面上的压缩存储非常便于使用而且容易管理因而是目前应用最广泛的一种形式信息地貌地物以及各种名称用图形与注记的方式表示在图纸上优点在于直观便于人工使用其缺点对山区丘陵地或但地貌比较破碎地区在格网中地形的结构和细部点的高程比四个格网点的高程都高或都低时则这些是随着计算机技术和信息处理的飞速发展纸质地图不能被计算机直接利用无法满足各种工程设计部分的内插高程与实际高程有一定的误差所以不能正确表达地形的结构和细部因此基于的等高线不能正确地表示地貌自动化的要求因此地图的数字化产品逐步开发应用描绘在地图的数字化产品中数字高程模型是一种为了完整地表示地典型的数字化产品具有广泛的实际应用价值貌可以采用附加地形特征数据如特征点山脊线山谷线等从而构成完整的不规则三角网数字高程模型的概念和形式数字高程模型示区域是表二不规则三角网表示的或度损失所以通常称三角网上的三维向量有限序列…司其中、剖由于构成玖任是平面坐标‘‘是的每个点都是原始观测数据避免了入内插的精对应的高程当该序列中各向量的平面点能较好地顾及地貌特征点线表位呈规则格网排列时则平面坐标此时可省略示复杂地形比矩形格网精确但是的数据量刀乙材就可以简化为一维向量序列较大因为不仅要存贮每个网点的高程还要存贮其平面坐标网点连接的拓扑关系三角形及邻接三角形等信息另外数据结构较复杂因此使用与管理也有多种表达形式其中主要有规则矩形格网与不规则三角网两种较复杂规则矩形格网这是在高斯投影平面上一系列在方向上及其高程的制作原理制作过程及技术要求制作原理的制作是通过对等高线或相似立体模型等间隔排列的地形点的平面坐标的数据集其任意一点的中的行列号尸的平面坐标可根文据该点在件头部或及存放在该进行数据采集包括采样和量测插而形成的然后进行数据内整个制作过程辅助文件的基本信息推算出来这数据采集是© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
江中最重要也最费时的一步对的影响苏测绘的主要方法之一由于需作第卷的精度起决定性取地区受到有无控制点的航片和的制作过程数据源等高线或相似立体模型初始皿擞据或等高线制作单位有无全数字摄影测量系统等多种条件所以使用现有地形图扫描矢量化方法来获取仍然是现在主要方法之一它不仅成本比较数据获取采样与量测低而且对仪器设备要求也不高生产的主要步骤下面介绍现有地嗓蕊薰薰糕翼以派生数据形图扫描矢量化和全数字摄影测量系统这两种方法现有地图扫描矢量化方法扫描及纠正地形图有多种情况纸质图和二底图以及彩图数据后处理数据压缩城及相关产品包装皿数据转换对于不同种类的图以及同种图类不同质量的图扫描的分辨率不一样的数据复盖成果是以图幅的内图廓线的外接矩形框为范围作超图廓复盖图二底图用黑白扫描仪以二值的方式扫描其扫描分辨率最低不小于密集时应采用虚不粘连如等高线一形成行列规以保持图形光滑不发则的二维阵列既方便于存贮又有利于图幅间接边边界的彩图用黑白扫描仪扫描获取黑白影象匹配与光滑其扫描分辨率最低不小于即图幅内格网高程点扫描后的栅格图需进行图廓纠正一般二底图由于变形较小可以用四个图廓点作为已知点采用相邻图幅格网高程点△△仿射变换的方式来纠正对于纸质图或彩图由于纵方向格网间距横方向格网间距局部变形较大可以用四个图廓点及公里网点作为已知值采用仿射变换或其它数学变换的方式来进行纠正呈呆图矢量化由于使用内插的软件和对产品的应数据复盖用范围不同对矢量化的内容和要求也不一样一获取的主要技术方法获取的技术方法与使用的数据源和仪器般是利用已纠正的栅格图作为底图用矢量化软件对底图上的等高线及控制点其它高程点等要素进行矢量化并赋相应的属性但在矢量化之前需对设备有密切的关系数据源一般有地形图航片等仪器有全站仪扫描仪和计算机地形图上要矢量化的内容作一些处理例如一幅图内的等高线在遇坎冲沟时去坎和冲沟等高线沿坎冲沟顺势连通地物上房屋桥等高程不作为地形点根据地形特征对图边图角山顶鞍部岛屿等无高程地方应加注特征点〕玲和激光测高仪解析测图仪和全数字摄影测量系统等形图扫描矢量化空间传感器所以数据点的采集方法一般有地面测量现有地雷达激光测高仪数字摄影测量方法在数据采集的各种矢量化软件中需对跑线限差节点匹配限差线段最小间隔最小采样间隔等数字摄影测量方法是空间数据采集最有效的手段它具有效率高劳动强度低等优点利用计算机辅助测图系统可进行人工控制的采样解析测图仪可进行人工或半自动控制的采样全数字摄影测量系统可以半自动和全自动的采样基本参数进行设置集根据扫描图的实际情况矢量化可采用自动矢量化和人机交互矢量化方法进行采要注意的是等高线不得自相交打结和重复数所以随着全数字字化静止水面湖泊水塘等跨图幅时则以图廓线为边线各自形成闭合曲线并赋相应高程摄影测量系统技术的完善自动化程度和采集精度的进一步提高使用全数字摄影测量系统是今后获在图幅间矢量数据接边时位置接边的要素属性也必须接© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第边期虞继进数字高程模型的建立与应用在采集各元素时需按照设计书要求对各元素平地沟渠和比较破碎的地貌」进行分层存放系统可以在立体状态下对所有山头洼内插的内插是根据所采集的不规则排列的原地鞍部等地形特征点特征线山脊线山谷线变坡线断裂线等和边界线含水域密林区建筑区空白区等进行立体三维数据采集的量测后进行影象自动相关始数据高程求出待定点的高程为了获取规则格网的面模型经过特征点线必须进行内插一般是先建立三角数字地该系统需要对整个为了更好地再由内插成规则格网的的精度生成为精度区域用分块编辑命令逐块编辑了保证图幅边缘的范围必须反映地貌形态可以加测一定的特征点线以提高生产工艺流程大于图幅范围向外扩展直至有等高线处在平坦地区没有等高线则向外扩展直至有高程点处已生成的利用采用合适的内插方法生成对生成的法是将要进行粗差检查通常检查的方数据再内插生成等高线与等高线扫描图僵影象分色叠合显示或回放内插等高线图与原图叠合检查有无偏移超限生产工艺流程厕圈亚画的应用翟翎圈…烟崛爵圈暨睡霭瓤全数字摄影测量方法一数字高程模型的应用是很广泛的在测绘中可用于绘制等高线坡度坡向度立体透视图制作正全数字摄影测量是以数字影象为基础通过计算机进行影象匹配自动相关运算识别同名象点得到其象点坐标再运用解析摄影测量方法自动内定向相对定向并在人工指定控制点情况下完成绝对定向由此使可自动测定所摄物体的物方空间三维坐标获取射影象图立体景观图立体匹配图立体地形模型及地图的修测在各种工程中可用于体积面积的计算各种剖面图的绘制及线路的设计用于导航包括导弹与飞机的导航的计划等军事上可通信作战任务在环在遥感中可作为分类的辅助数据数据境与规划中可用于土地利用现状的分析各种规划及洪水险情预报等以形状航片扫描对航摄负正片在专用影象扫描仪上以一定分辨率进行扫描并利用影象灰度直方图在在工业上可利用数字表面模型或数字物体模型一级绘制出表面结构复杂的物体的数字高程模型在测绘中的主要应用是绘制等呈正态分布来调节影象的反差及亮度以保证影象细部清晰色调均匀一般在一扫描分辨率根据航摄比例尺高线和立体透视图的防洪抗灾印朋间选择自动采集与编辑不同的数字摄影测量工作站其和编辑的方法和过程有些不同在全国七大江河流域洪水重点防范区已建立了数据采集万库万数据是以万地形图我国现有自己研制为数据源采用地图扫描矢量化的方法进行的于由和生产的两种数字摄影测量工作站和是以防洪抗灾为目的因此数据是以珊」米精度级间距为米的规则矩形格网存储和系统中当立体模库的建立主要通过这几个步骤地图资料的预处理地图扫描及纠正数据采集与编辑生成卜生成建立库型自动匹配完成后需要对下列这些地方进行人工辅助编辑大片纹理不清晰的影象湖泊沙摸雪山而出现大片匹配不好的点城市的人工建筑物叠加上该区域的正射影象后可以通过专用软件在计算机屏幕上动态显示三维立体模型和山区的树林等使得匹配点不是地面上的点大面积各高程段洪水淹没区计算出洪水淹没区面积及体© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
江积统计出洪水淹没区城镇村庄工厂学校等数苏测绘第卷作具有更大的灵活性人们可以根据不同的需要对于同一地形形态作各种不同的立体显示量分析受灾区的损失可以实时量测空间位置距例如局部离可以进行漫游和飞行表现放大改变的放大倍率以夸大立体形态改变视点等高线的绘制根据规则格网的位置以便从不同的角度进行观察甚至可以使立自动绘制等高线包括两个的矩形格网的高程内插出格网体图形转动使人们更好的研究地形的空间形态正射影像制作方面一是利用边上的等高线并将这些等高线点按顺序排列二是利用这些顺序排列的等高线点的坐标利用数据和航片卫片及相应像控点成果进行插等资料采用微机单片微分纠正方法制作正射景像即将每个补即进一步加密等高线点并绘制成光滑的曲线立体透视图格网作为面元素纠正单元反求到原始影像上用内插得到每个微分像元坐标再内插这的应些像点灰度值得到重采样的正射影像从数字高程模型绘制透视立体图是用之一透视立体图能更好地反映地形的立体形参考文献张祖勋张剑清编著《数字摄影测量学》国家测绘局编制万基础地理信息更新与建库技术态非常直观与采集等高线表示地形形态相比有其自身独特的优点更接近人们的直观视觉特别随着计算机图形处理工作的增强使立体图形的制设计指南》山仆蛇佑回仪】户咖嗯邢旧此山怡巧滋几’山巧二叨〕、吧〕卫玉仆嗯”曲页仪】上接扫描的图纸越多胶滚上的污物越《旧大大优于数字化板上手扶跟踪矢量化效的矢量化软件至关重要选择一套高多因此一般建议扫描张图纸或使用个月可根据不同要求快速矢就清洁一次滚轴保持滚轴清洁还可以防止有害物量化或分元素半自动跟踪矢量化体磨损图纸结论扫描数字化是一种值得推广高效率的地图数字化方法参考文献花向红潘正风基于比例尺地形图的扫描数字化算法的研究《城市测绘》当扫描仪选定后其地图数字化的速度和精度都飞月城理比山滋五一叩阴胡】旋尹阳油朗司加℃© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
