文宏軍，卜綠葉

（洛陽城市建設勘察設計院有限公司，河南洛陽471000）

0 引言

地形測量指的是測繪地形圖的作業(yè)。即對地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程進行測定，并按一定比例縮小，用符號和注記繪制成地形圖的工作。常規(guī)地形圖測量方法有：地面數字測圖和航空攝影測圖。地面數字測圖野外工作量大，作業(yè)周期長，成本高，而航空攝影測量雖野外工作量較小，但只較適合大面積地形測量，對于小面積地形測繪，由于其航攝成本高，航攝要求較苛刻，故小面積作業(yè)不便采用。近年來，隨著航天技術與數字影像技術的發(fā)展，衛(wèi)星遙感影像質量不斷提高，空間分辨率從原來的幾十米發(fā)展到今天的 0.41 m(GeoEye－1，全色)，影像處理技術也發(fā)生了質的飛躍，衛(wèi)星影像資料種類繁多，影像處理軟件層出不窮，影像清晰度不斷提高。GoogleEarth集成了遙感(RS)、地理信息系統(GIS)和全球定位系統(GPS)三種高新技術的功能、部分地區(qū)影像分辨率高達 0.5 m，可在全球范圍內周期性地更新。衛(wèi)星遙感影像具有獲取周期短、成本低、野外工作量小的特點，因而具有廣闊的應用前景。本文通過工程實例介紹了基于Google Earth影像測制大比例尺地形圖的生產流程。

1 測區(qū)概況及技術設計方案

1.1 測區(qū)概況

該項地形圖測量主要用于新蔡縣黃樓鎮(zhèn)總體規(guī)劃。黃樓鎮(zhèn)位于新蔡縣西部，號稱“西大門”，距縣城21 km處，西與平輿縣萬金店鄉(xiāng)相鄰。駐新公路橫貫全境，北臨小洪河、小清河，黃樓鎮(zhèn)交通便利，區(qū)位優(yōu)勢明顯，駐新公路穿境而過，大廣高速、新陽高速在境內交叉，形成黃金十字架，鎮(zhèn)政府所在地東距大廣高速出口5 km，西距新陽高速出口15 km。境內有戚橋港、團結港，黃余路、黃李路、黃石路、黃化路呈放射狀覆蓋全境。屬淮北沖擊湖積平原，地勢低平，地面高程一般在海拔32～41 m之間，相對高差10 m左右。西北略高，東南稍低，自西北向東南呈微傾斜狀。

1.2 技術方案設計

1.2.1 生產流程（見圖1）

圖1 生產流程圖

1.2.2 成圖規(guī)格

采用高斯-克呂格投影,按3°分帶。平面坐標系統采用1980西安坐標系，中央子午線為114°，位于第38度帶；高程采用1985國家高程基準，高程注記標注到 0.01 m，等高距為 1 m。

1.2.3 成圖精度

（1）內業(yè)加密點對附近野外控制點的平面位置中誤差以圖比例尺計不得大于0.5 mm；

（2）地物點對附近野外控制點的平面位置中誤差以圖比例尺計不得大于0.75 mm。

1.2.4 成圖內容

制作鎮(zhèn)區(qū)1：5000比例尺數字化現狀地形圖。測區(qū)內的道路、街道、河流、溝渠、橋梁、高層建筑、公建單位、小區(qū)、村莊內主要道路需要詳細繪出，地形圖規(guī)格和精度滿足鎮(zhèn)區(qū)總體規(guī)劃要求。

2 作業(yè)過程

2.1 Google Earth影像獲取

在Google Earth上利用截圖工具，截取測區(qū)Google Earth影像。測區(qū)新蔡縣黃樓鎮(zhèn)Google Earth影像分辨率為 1.5 m，影像拍攝時間為2015年2月 11日，道路、房屋、溝渠、田間小路等影像清晰可見（見圖2）。

圖2 測區(qū)Goog le Earth影像

2.2 像控點的選取

在 Google Earth影像圖上選擇具有明顯影像特征的像片控制點，選擇依據是；要均勻分布在整個校正區(qū)域、特征要固定而明顯、并能正確識別和定位。如：固定的建筑物的角點、圍墻的拐點、河流拐彎處或交叉處、橋梁和交叉路口等。

2.3 像控點的測量

像控點測量采用網絡GPS-RTK測量技術，網絡GPS-RTK具有精度高、實時性強等特點，各類研究報告顯示，RTK測量精度與常規(guī)測量的I級導線、IV等水準相當，可以滿足各類測量的圖根控制精度要求。

2.4 影像糾正

傳統的圖像幾何校正是先打開圖像，在圖像上選好點后再輸入對應點的地面坐標，這樣不但容易將點號及坐標輸錯，而且點多時非常繁瑣。因此，該項目采用南方CASS軟件進行影像糾正。首先將RTK采集的控制點數據在CASS軟件的繪圖區(qū)展繪出來；然后根據控制點的分布，再將GoogleEarth影像插入和放大，就可以直接在圖像上選定控制點并捕捉對應的地面控制點。這樣就完成了地面控制點與圖像上的對應點之間的匹配關系，最后執(zhí)行“糾正”命令即可。圖像幾何校正的效果與控制點的位置、數量、分布、糾正方法及圖像上采點的準確度有關。因此，在控制點選好后，應特別注意提高在圖像上采點的精度，最好將圖像適當放大，并且在AutoCAD的“選項”框中將“十字光標大小”調到適合大小。圖像幾何糾正后的點位誤差不超過1m即可達到滿意的效果。

2.5 影像矢量化

首先在CASS里建立13個圖層（地貌和土質層、工礦建筑物及其它設施層、控制點和高程點層、居民地和垣柵層、交通及附屬設施層等）并賦予各層不同的顏色；然后將GoogleEarth影像作為底圖，用CASS制圖工具直接在上面矢量化。建筑物的矢量化，其點位選取以建筑物的地基為準，若地基位置不清，可以其他影像代替，如房屋的房檐，根據該項目實際的情況，可酌情減去 30cm～50 cm。溝渠等地貌以實地影像邊線為準矢量化。若有樹木覆蓋，以樹木邊沿繪出，若林帶較寬(超過圖上2mm)，則林帶單獨繪出；水塘、道路等邊線，以《地形測量規(guī)范》方法繪出，即水塘繪出水崖線，水塘邊線，道路繪出路邊線、路肩線、路溝兩邊線。對于面狀地物（如建筑物、湖泊等）一定要使其外輪廓線閉合。對于圖像上被陰影遮擋的信息，可以通過地面測量來彌補。

2.6 高程點測量和精度檢查

目前Google Earth影像只能提供平面坐標，其高程精度還不能滿足地形圖測量要求，因此高程需要實地測量。高程測量在視野開闊信號較好的地區(qū)利用網絡RTK技術進行，在建筑區(qū)及樹木密集區(qū)可以用全站儀或水準儀進行高程測量。根據規(guī)范要求高程注記點應選在明顯的地物點和地形特征點上，其密度為圖上每100 cm2內，平地、丘陵地10～20個；山地、高山地及地形特征點稀少地區(qū)8～15個。等高線注記圖上每100 cm2內1～3個。測量高程同時也可對地物、地貌點的平面精度進行檢核。

2.7 地形圖數據編輯

地形圖編輯前，先要進行數據整理，清除冗余，檢查斷線并連接，理清圖層、圖色。全圖數據整理完后，一般先編輯等高線。等高線應真實表示地貌，走向合理，連續(xù)光滑，在山頭、洼地要適當加繪示坡線。地物的編輯須相當仔細，一定要認真按照外業(yè)檢測資料，準確運用圖式符號編輯。各種文字注記和數字注記準確無誤。地物、地貌編輯完，還須進行矢量的三維數據檢查。之后，圖幅接邊，圖外整飾。

2.8 檢查驗收

一幅圖經過編輯后,還不能立即交付使用，必須經過質檢部門100%的檢查。檢查的內容主要有兩項，即圖面檢查和上機檢查。圖面檢查是檢查圖面線劃是否規(guī)范，地物、地貌表示是否合理，注記是否正確，是否有錯漏等。上機檢查主要檢查圖層、圖色是否正確，是否有斷線、冗余數據,圖幅之間是否接邊等。圖幅檢查合格，才可交付。

3 優(yōu)越性

Google Earth影像測制地形圖與其它成圖方法相比，具有許多優(yōu)越性：（1）外業(yè)工作量少。Google Earth影像測制地形圖主要工作是內業(yè)測圖，外業(yè)只需要做少量控制、高程點測量、檢測和補測。這樣野外工作量就大大減少了，勞動強度也降低了。（2）成圖速度快。一般的野外測量要受天氣影響，要受到各種險要地形影響。這些因素對Google Earth影像測制地形圖影響極小。對大面積測圖，Google Earth影像測制地形圖優(yōu)勢更明顯，成圖速度相比更快。（3）資金投入少。相對于其它成圖方法，Google Earth影像測制地形圖資金投入少，經濟效益高。

4 結語

基于Google Earth影像測制地形圖這一測圖方法，應用于新蔡縣黃樓鎮(zhèn)總體規(guī)劃地形圖測量中，取得了良好的效果，成圖質量滿足鎮(zhèn)區(qū)總體規(guī)劃要求。實施證明在Google Earth影像比較清晰的區(qū)域，在嚴格的精度控制措施下，所測地形圖的精度完全可以達到1∶5 000地形圖的精度要求，甚至更高。雖然高程點仍需實測，但就大比例尺地形測量而言，還是大大減少了野外工作量，縮短了工期，節(jié)約了成本。因此此種大比例尺測圖方法可以在城鎮(zhèn)規(guī)劃，工程項目的前期方案設計、項目的選址等領域地形圖測繪中推廣應用。