航空攝影測(cè)量大比例尺地形圖如何進(jìn)行拼接？

發(fā)布日期：2019-07-10 00:00 瀏覽量：11603

近期，一條“三峽大壩發(fā)生變形可能潰壩”傳言消息被訛傳，衛(wèi)星遙感專家解釋給人們吃了一顆定心丸：

一位衛(wèi)星遙感專家向澎湃新聞分析，從谷歌地圖上看到的衛(wèi)星圖片，是通過拍攝的多張圖片，結(jié)合地理坐標(biāo)等信息，經(jīng)過拼接修正后生成的。國(guó)外公司通常不掌握中國(guó)的重要地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)，因此修正后的圖片就會(huì)不準(zhǔn)確，視覺效果上可能發(fā)生變形。他說(shuō)“大壩出現(xiàn)一條裂縫都是重大隱患，如果出現(xiàn)這么大變形那還得了？”

也有人稱只把這條傳言“娛樂新聞看了”，其實(shí)我們都當(dāng)娛樂新聞看了。

今日我們就借話題中的地圖拼接來(lái)說(shuō)說(shuō)，在航空攝影測(cè)量領(lǐng)域基于DLG的地圖拼接的關(guān)鍵技術(shù)。

社會(huì)信息科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，給我們的生活帶來(lái)很多的便利，然而地理信息的保存介質(zhì)會(huì)發(fā)生很大的轉(zhuǎn)變，作為計(jì)算機(jī)可以辨別存儲(chǔ)介質(zhì)上的有序集合，依然繼續(xù)沿用原始的分幅方式。如此，數(shù)字地形圖當(dāng)然也無(wú)法避免的出現(xiàn)一些弊端：

（1）與無(wú)分割的現(xiàn)實(shí)地理空間實(shí)體不一致存在差別，導(dǎo)致不能適應(yīng)地理消息訊息的完整性需要。

（2）不便于數(shù)據(jù)庫(kù)的分布式管理

（3）地形圖的疊幅使得信息反復(fù)獲得與保存，從而導(dǎo)致裂縫和數(shù)據(jù)冗余，致使資源空間在利用上浪費(fèi)。

其中在大比例尺地形圖采集數(shù)據(jù)過程中也存在誤差，這也就使得地形圖的繪制不可避免地產(chǎn)生誤差，為了使得地形圖能滿足實(shí)際應(yīng)用，就必須對(duì)其進(jìn)行矯正，拼接。

地形圖拼接前數(shù)據(jù)的提取

確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量是進(jìn)行地形圖圖幅拼接前的首步工作。數(shù)據(jù)是地形圖幅拼接工作的基礎(chǔ)，拼接的精度和準(zhǔn)確性還有效果的好壞都取決于數(shù)據(jù)質(zhì)量的高低。

一般相鄰的待拼接的地形圖都要滿足一些要求，那么拼接時(shí)數(shù)據(jù)需要滿足以下條件：

1、待拼接的相鄰圖幅必須具有相同地圖比例尺，這里我們所拼接的兩幅1:500的大比例尺地形圖符合要求。

2、控制點(diǎn)，碎步點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)精度必須要滿足一定的要求。其中包含相鄰圖幅的同名要素距離相差不易太遠(yuǎn)，還有就是一些線要素不得超過規(guī)定限差。例如必須要滿足等高線的特點(diǎn)要求等高線不能相交，打結(jié)或者重疊，等高線在應(yīng)連續(xù)的地方不能斷開等。

3、要保證這些要素的準(zhǔn)確和完善這也是為了保證地形圖拼接的正確性。

4、地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的統(tǒng)一（高程基準(zhǔn)，坐標(biāo)系統(tǒng)，地圖投影，坐標(biāo)和高程控制點(diǎn)）檢查計(jì)劃的輪廓點(diǎn)可以驗(yàn)證是否統(tǒng)一。

5、要保證兩幅圖可以進(jìn)行拼接有相同比例尺是基礎(chǔ)，所以不同比例尺的地形圖無(wú)法拼接。倘若我們使用的是獨(dú)立坐標(biāo)系大比例尺地形圖不存在此問題。

拼接圖形的質(zhì)量在沒有精度較高的數(shù)據(jù)下是很難保證的；拼接時(shí)我們要進(jìn)行屬性匹配，匹配時(shí)搜索同名要素的依據(jù)是屬性的數(shù)據(jù)，要盡量保證屬性的正確性，因?yàn)槿绻麑傩詳?shù)據(jù)有嚴(yán)重錯(cuò)誤，也會(huì)造成要素連接后的嚴(yán)重的拼接錯(cuò)誤；因而有相同的高程坐標(biāo)系和相同的平面坐標(biāo)系是進(jìn)行正確拼接的重要前提，圖幅和圖幅要有相同的屬性數(shù)據(jù)。

單幅地形圖的正確也就在很大程度上影響著拼接的精度和準(zhǔn)確性。待拼接的兩幅地形圖上存在很多等高線的端點(diǎn)因?yàn)?a href='http://005658.cn/typearticle/338-1.html' target='_blank' title='數(shù)據(jù)采集'>數(shù)據(jù)采集誤差而超出了圖幅邊線的情況，這是常見的圖幅拼接的問題，這種情況是不能進(jìn)行拼接的，要裁剪超出圖幅的線要素，這樣才能達(dá)到拼接要求。

線要素相對(duì)與圖幅邊界位置有以下4種情況：

1、線要素全部都在圖幅以外；

2、線要素首、末都有結(jié)點(diǎn)在圖幅以外；

3、線要素首或末存在一部分位于圖幅以外；

4、線要素中央有個(gè)別線段位于圖幅外部，但首、末點(diǎn)都在。

拼接地圖

先用CASS7.0處理dwg格式的文件將不參加接邊的點(diǎn)以及圖框刪去，只留下需要處理的等高線，然后將兩幅圖在Arc GIS中展開，再將dwg格式的矢量地圖轉(zhuǎn)換成為編輯系統(tǒng)需要的格式，然后對(duì)shape文件進(jìn)行編輯。在接邊中主要使用連接，平滑，延伸，剪切等命令實(shí)現(xiàn)等高線的處理。（待拼接地圖示例）

地形圖拼接示例.jpg

拼接處理

分幅圖幅的某些要素在連接處可能存在斷裂，在拼接前還需將折點(diǎn)或線要素的端點(diǎn)位移到相鄰接邊參照?qǐng)D層中的相應(yīng)位置（也可用于鄰接圖幅進(jìn)行校正即包含精度較低的要素的圖幅參照）。

因此邊界匹配工具修改了圖形，需將一個(gè)圖層選擇開始編輯。邊界匹配工具屬于空間校正的一種局部校正，使用空間校正工具條選項(xiàng)設(shè)置邊界匹配操作屬性。如果斷裂的地物在相鄰兩幅圖有某相同的屬性值，就能夠 Check“Use Attribute”，并選擇相應(yīng)字段進(jìn)行自動(dòng)鏈接。鏈接的顯示符號(hào)設(shè)置斷裂處平滑過渡。

針對(duì)地理信息系統(tǒng)地圖數(shù)字化過程當(dāng)中經(jīng)常見的多圖幅數(shù)字地圖邏輯拼接和數(shù)字化后易出現(xiàn)的空間邏輯錯(cuò)誤毛病，建議一種基于ArcGIS 的數(shù)字地圖拼接方法，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的多圖幅數(shù)字地圖邏輯拼接，達(dá)到了良好的效果。

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