王聯(lián)杰，王維佳，曹夢雨

(無錫市測繪院有限責(zé)任公司，江蘇 無錫 214031)

1 引 言

無錫市影像地圖集是通過測繪科技手段將由航空攝影數(shù)據(jù)生產(chǎn)的數(shù)字正射影像圖，與傳統(tǒng)地圖符號及文字進(jìn)行融合處理編制而成。該影像地圖集以直觀立體的視覺效果，清晰、逼真地展現(xiàn)無錫市的空間布局及地理外貌，在數(shù)學(xué)精度上有較高的精確性、在地貌的展示上有較強的現(xiàn)勢性；同時具有較好的直觀效果和較豐富的信息量。通過影像地圖集，人們可以從空中鳥瞰的角度，對無錫城市的各個角落進(jìn)行便捷地查看和查詢，便于向廣大讀者更好展示無錫的魅力，加深讀者對無錫城市發(fā)展的了解，同時吸引更多的來賓到無錫觀光旅游，投資興業(yè)。地圖集一經(jīng)誕生便成為頗受人注目的地圖產(chǎn)品，同時也為政府決策、科學(xué)規(guī)劃、城市建設(shè)提供了寶貴的基礎(chǔ)資料。

2 圖集編制的技術(shù)依據(jù)和設(shè)計原則

2.1 技術(shù)依據(jù)

圖集編制的主要技術(shù)依據(jù)國家和行業(yè)部門公開發(fā)布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及針對本項目的技術(shù)設(shè)計書和相關(guān)文件，具體如下：

(1)遙感影像平面圖制作規(guī)范(GB/T 15968-2008)；

(2)1∶5 000 1∶10 000 1∶25 000 1∶50 000 1∶100 000地形圖航空攝影規(guī)范(GB/T 15661-2008)；

(3)地圖印刷規(guī)范(GB/T 14511-2008)；

(4)IMU/GPS輔助航空攝影技術(shù)規(guī)范(GB/T 27919-2011)；

(5)1∶10 000 1∶25 000比例尺影像平面圖作業(yè)規(guī)程(CH/T 3002-1999)；

(6)數(shù)字航空攝影測量測圖規(guī)范第1部分：1∶500 1∶1000 1∶2000數(shù)字高程模型數(shù)字正射影像圖數(shù)字線劃圖(CH/T 3007.1-2011)；

(7)數(shù)字正射影像圖質(zhì)量檢驗技術(shù)規(guī)程(CH/T 1027-2012)；

(8)無錫市影像地圖集編制設(shè)計方案。

2.2 設(shè)計原則

(1)現(xiàn)勢性

現(xiàn)勢性就是地圖制圖所提供的地理空間信息要盡可能反映當(dāng)前最新的情況[1]。通過搜集資料、野外測量獲取最新的影像資料與二維GIS數(shù)據(jù)來保證地圖集的現(xiàn)勢性，使得圖集能夠及時反映地理要素與人文要素的實際變化、為規(guī)劃決策提供可靠的依據(jù)、在社會經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中發(fā)揮重要的作用。

(2)合理性

合理性是地圖集編制設(shè)計的基本要求，也是地圖要素編輯處理的指導(dǎo)準(zhǔn)則。圖集的合理性主要表現(xiàn)在：地圖分幅與圖面配置，信息的取舍和概括，符號的設(shè)計和使用三個方面。分幅的合理設(shè)計與圖面的合理配置，便于圖集地使用；信息的合理取舍和概括，突出圖集設(shè)計主題；符號的合理設(shè)計和使用，利于地圖地判讀、理解。

(3)準(zhǔn)確性

地圖集將是面向大眾的產(chǎn)品，將為社會公眾服務(wù)，將為社會建設(shè)提供基礎(chǔ)資料，所以必須保證自然地理要素、人文要素及社會經(jīng)濟(jì)要素準(zhǔn)確。整理、分析搜集的資料且通過作業(yè)過程中的自查核對、實地調(diào)繪來進(jìn)行質(zhì)量控制，從而確保地圖集反映的信息準(zhǔn)確無誤。

(4)完整性

地圖集的編制是一個系統(tǒng)工程，在內(nèi)容上需要有一定的關(guān)聯(lián)性，在結(jié)構(gòu)上需要有一定的連貫性。在圖集幅面設(shè)計中采取圖幅之間上下左右各留有 1 cm重疊區(qū)的方式，保證各分幅圖間銜接連貫，確保圖集是一個完整的產(chǎn)品。

(5)一致性

一致性就是影像色調(diào)、地圖用色、地圖符號、要素表示在編制過程中應(yīng)采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，保持影像地圖集整體風(fēng)格一致。利用專業(yè)處理軟件對影像圖進(jìn)行整體調(diào)色處理，使色彩基本趨于一致；根據(jù)制圖要求設(shè)計表示方法及地圖符號集及編制使用說明來規(guī)范地圖制作。

3 總體技術(shù)框架

影像地圖集根據(jù)圖集制圖范圍、項目要求、項目周期及已有數(shù)據(jù)資源等，制定如圖1所示的總體技術(shù)方案。首先利用采用DMC(Digital Mapping Camera)全數(shù)字航空攝影測量系統(tǒng)獲取 1∶6 000真彩色數(shù)字航空影像數(shù)據(jù)；然后利用數(shù)字高程模型(DEM)，采用全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)SSK進(jìn)行單模型數(shù)字正射影像圖DOM的生產(chǎn)；進(jìn)而將生成的DOM與從已有的 1∶500的數(shù)字化地形圖提取的POI數(shù)據(jù)疊加合成shape數(shù)據(jù)，輸入制圖軟件CorelDRAW中進(jìn)行編輯，生成分幅影像地圖；最終CTP制版、印刷、裝訂成集。

圖1 總體技術(shù)方案

3.1 航空攝影數(shù)據(jù)獲取

本項目由DMC全數(shù)字航空攝影測量系統(tǒng)獲取圖像數(shù)據(jù)且對其完成輻射處理和幾何處理，自動鑲嵌成一張完整的中心投影像片。航攝資料的清晰程度、影像分辨率、色彩真實程度完全能滿足影像地圖集實際生產(chǎn)的需求，符合制圖精度的要求。

3.2 DOM生產(chǎn)

數(shù)字正射影像圖(DOM)是根據(jù)單模型DEM及像片內(nèi)外方位元素、影像分辨率，采用微分糾正方法進(jìn)行糾正鑲嵌及影像重采樣而生成。

(1)用于糾正的DTM采集

引入空三加密成果建立測區(qū)文件，設(shè)置測區(qū)項目采集種子文件、坐標(biāo)系統(tǒng)、單位及坐標(biāo)原點，利用全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)SSK，在立體觀測狀態(tài)下進(jìn)行地物特征點、線、面的采集。采集完成進(jìn)行三角構(gòu)網(wǎng)，且檢查是否有不合理的三角網(wǎng)存在并作相應(yīng)處理。要求以切準(zhǔn)DTM地表為基本處理準(zhǔn)則，而對于斷裂線處需保證影像不變形，生成地表模型三角格網(wǎng)。

(2)糾正鑲嵌

①數(shù)字微分糾正

標(biāo)準(zhǔn)分幅航空DOM采樣間隔 表1

②色調(diào)或色彩調(diào)整

影像鑲嵌前，應(yīng)對相鄰各片之間的色調(diào)或彩色進(jìn)行檢查；對于出現(xiàn)的偏差，應(yīng)根據(jù)需要采用圖像處理方法進(jìn)行調(diào)整，使之基本趨于一致。

③鑲嵌拼接

a.按設(shè)計的圖幅圖線框裁切分幅影像，以純色對圖幅內(nèi)缺少影像數(shù)據(jù)的區(qū)域進(jìn)行填充。影像裁切后，需在圖像處理軟件Photoshop中利用搜集的影像資料對純色區(qū)域進(jìn)行影像替換。

b.同一圖幅包含不同分辨率影像時，采用最高分辨率進(jìn)行鑲嵌。

c.影像鑲嵌完成后，應(yīng)認(rèn)真檢查所生成的DOM，對影像模糊、影像遺漏的接邊區(qū)域，進(jìn)行修補處理。城區(qū)內(nèi)的影像鑲嵌應(yīng)采用人工方法進(jìn)行，防止出現(xiàn)高層建筑因投影方向不一致而產(chǎn)生的影像扭曲變形。

④根據(jù)裁切邊界，利用程序生成地理定位文件，文本格式。

⑤在IRASC軟件下進(jìn)行圖幅接邊檢查。

主要檢查圖幅接邊處影像的亮度、反差、色彩是否基本一致，同名點距離是否超限等[2]。

3.3 影像地圖集編制

利用GIS軟件將DOM與分類POI數(shù)據(jù)疊加合成shape數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、比例尺變換、數(shù)據(jù)裁切處理后輸入制圖軟件CorelDRAW中。在CorelDRAW中進(jìn)行要素分類與分級、標(biāo)注地理要素與地圖符號、信息取舍和概括、圖面整飾等處理制作成圖。

圖2 地圖集編制技術(shù)流程

影像地圖集是“以影像為主，矢量要素為輔”，所以影像占據(jù)著地圖集的主體內(nèi)容[3]，其數(shù)據(jù)類型有別于普通地圖集中的點、線、面矢量數(shù)據(jù)，主要為點狀數(shù)據(jù)和高分辨率影像數(shù)據(jù)。由于影像數(shù)據(jù)本身就含有豐富的水系、道路、島嶼形狀等地理信息，所以在地圖編制過程采取直接在Photoshop對水系、道路進(jìn)行色彩暈染處理來確保圖面更加真實、美觀自然；對島嶼進(jìn)行邊緣銳化，使其輪廓更加清晰。影像地圖集的色彩設(shè)計包含兩個方面：影像色彩的設(shè)計和矢量地圖符號的色彩設(shè)計，其中影像色彩的設(shè)計主要是客觀、準(zhǔn)確、協(xié)調(diào)地表現(xiàn)地表的自然色彩[4，5]。在影像色彩處理過程中采取了在Erdas中進(jìn)行勻色處理及在Photoshop中進(jìn)行色彩調(diào)整，從而保證色彩過渡自然、更加接近自然色。在矢量地圖符號色彩的選擇上，側(cè)重選擇與影像顏色對比明顯的色彩來突出地顯現(xiàn)地圖信息。地圖表現(xiàn)形式上注重設(shè)計多樣化的圖式和注記樣式，保證圖幅元素表現(xiàn)合理，表達(dá)清晰，同時運用邊框和底紋美化圖集。

無錫市影像地圖集中的影像色彩選擇為藍(lán)綠色系，確保了城市地貌真實準(zhǔn)確地展示給讀者，同時也利于POI注記在地圖上的顯示。

無錫市影像地圖集POI注記的各項指標(biāo) 表2

4 無錫市影像地圖集

無錫市影像地圖集是一本以航空正射影像為主要表現(xiàn)內(nèi)容，并輔以相關(guān)地理信息的城市地圖集。本圖集由序圖、目錄索引、分幅圖三部分組成，制圖區(qū)域為無錫市 1 643.88 km2范圍；設(shè)置 1∶7 000與 1∶12 000兩種比例尺，覆蓋無錫市全市區(qū)范圍。圖集設(shè)計幅面為：420 mm×297 mm，有效影像幅面為 396 mm×264 mm，共包含300個彩頁，內(nèi)置分幅影像地圖144幅，其中 1∶7 000比例尺的影像地圖62幅，1∶12 000比例尺的影像地圖82幅。

圖集中的地理信息依據(jù)現(xiàn)有二維GIS數(shù)據(jù)，并對涉密影像圖進(jìn)行技術(shù)處理；按照居民區(qū)、鎮(zhèn)村、標(biāo)志建筑、公共設(shè)施、企事業(yè)單位、公園景觀、交通設(shè)施和水系河流等要素進(jìn)行分類分級標(biāo)注。

圖集直觀并有重點地反映了無錫市區(qū)地理全貌，充分展現(xiàn)了幽深古巷的江南水城特色，全面反映了無錫的人文風(fēng)情，彰顯出近幾年無錫城市規(guī)劃建設(shè)的風(fēng)采，展示了無錫的太湖美景、京杭大運河壯觀。

圖3 分幅影像地圖

影像地圖集按功能用途分為三大部分：

第一部分：影像地圖集的說明部分，包括封面、封底、扉頁、序、內(nèi)封等等。

第二部分：影像地圖集使用指引部分，主要包括目錄索引、分幅索引和名稱索引。

第三部分：影像地圖詳圖部分，即 1∶7 000及 1∶12 000的分幅影像地圖。

圖集在功能上實現(xiàn)了信息快速索引查詢，地理外貌逼真展示，在區(qū)域總體規(guī)劃方面具有重要作用。

5 結(jié) 語

無錫市影像地圖集內(nèi)容豐富、信息準(zhǔn)確、色彩絢麗、編排合理，達(dá)到了設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)，滿足了社會生產(chǎn)的實際需要。圖集的編制和印制，豐富了無錫市地圖書庫的內(nèi)容，對更好地宣傳無錫、了解無錫、認(rèn)識無錫發(fā)揮了重要的作用。圖集是無錫城市建設(shè)與輝煌歷史留下的珍貴記錄，是城鄉(xiāng)新格局、新面貌的縮影，也是社會各界了解無錫最便捷、最直觀的窗口。

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