韓岳芳，曾超華，劉陽，趙前鑫

(浙江省測繪科學技術研究院，浙江 杭州 310000)

1 引 言

目前，基礎測繪快速更新地貌修測方法主要有以下幾種方式：一是基于JX4平臺立體修測地貌的方法[1]，該方法主要是利用影像數(shù)據(jù)、外業(yè)像控布點、數(shù)字空三加密，再建立體模型，利用立體模型對地貌變化部分人工立體采集修測[2]；二是基于航天遠景平臺立體修測地貌的方法，該方法與基于JX4平臺對地貌立體修測的方法相似，但航天遠景平臺相對靈活；三是基于地理信息數(shù)據(jù)圖庫更新生產(chǎn)平臺(GeoStereoA)立體修測地貌的方法，該平臺是在ArcGIS平臺上二次開發(fā)的一個模塊，利用影像數(shù)據(jù)、外業(yè)像控布點、數(shù)字空三加密，再建立體模型對地貌變化部分人工立體采集修測[3，4]，該方法可在基礎測繪快速更新數(shù)據(jù)庫上直接進行人工立體采集修測，是最常用的一種修測方法。

傳統(tǒng)的立體修測地貌的方法，雖然能滿足生產(chǎn)要求，但對于基礎測繪快速更新數(shù)據(jù)庫大數(shù)據(jù)量上進行修測[5]，存在緩沖慢、立體模型切換慢、存在經(jīng)常死機情況，效率不高，勞動強度大等缺點。

浙江省1∶10 000基礎測繪快速更新項目，從傳統(tǒng)的更新推進到聯(lián)動更新[6]，根據(jù)收集的資料情況，更新內(nèi)容和要求有所區(qū)別。當搜集到某一專項地理信息要素資料時，只對該專項要素進行更新；當收集到現(xiàn)勢性強，滿足更新要求的航攝影像、衛(wèi)星影像資料時，可采用航空、航天攝影測量法；當?shù)孛沧兓糠衷趦蓚€等高距內(nèi)需在DLG編輯時參考立體進行修正，對變化大于兩個等高距需在立體模型中進行修測。

基于此，為提高效率，滿足更多應用需求，保障基礎測繪快速更新時效性。本文探討一種基于PhotoMap平臺上的立體地貌修測方法，總結(jié)出一套高效率、低勞動強度的生產(chǎn)方案。

2 軟件基礎及作業(yè)方法

2.1 軟件基礎

PhotoMap軟件是一款針對高分辨率航空航天影像[7]，在空中三角測量和DSM匹配完成后，使用攝影測量方法編輯生產(chǎn)DSM和DEM、制作DOM產(chǎn)品的半自動化生產(chǎn)軟件。具備DEM按鑲嵌線鑲嵌功能，鑲嵌線附近DEM做過渡處理，利用這一特性，自動匹配出DEM，人工整理修測后，可得到高精度DEM，輸出矢量數(shù)據(jù)，即可完成地形圖地貌修測。

2.2 生產(chǎn)流程

基于PhotoMap平臺下立體修測地貌，利用空中三角測量后的光學影像和自動匹配獲得的數(shù)字高程模型，導入空中三角測量成果構建立體模型，以加密區(qū)為單位建立立體模型，再根據(jù)自動匹配獲得DEM成果，在PhotoMap下進行立體檢核，輸出所需要的矢量數(shù)據(jù)。該方法區(qū)別于傳統(tǒng)的以航線為單位的生產(chǎn)模式，大大提高建立體模型的效率，縮短生產(chǎn)時間，減少人工立體修測工作量。其具體生產(chǎn)流程如圖1所示：

圖1 基于PhotoMap平臺下基礎測繪快速更新地貌修測的流程圖

3 試驗

3.1 試驗數(shù)據(jù)介紹

本文選取浙江省某市4種地形類別的地貌修測區(qū)域開展試驗，試驗數(shù)據(jù)有居民地區(qū)塊、開墾平整的土地區(qū)塊、采掘場區(qū)塊、路及附屬設施區(qū)塊。數(shù)據(jù)情況如表1所示。

表1 試驗數(shù)據(jù)情況

3.2 試驗結(jié)果及分析

(1)試驗結(jié)果

本文基于PhotoMap平臺的基礎測繪快速更新地貌。實驗修測區(qū)域分4個區(qū)塊：如圖2居民地區(qū)塊、圖3開墾平整土地區(qū)塊、圖4采掘場區(qū)塊和圖5路及附屬設施區(qū)塊。

圖2 居民地等高線修測對比情況

圖3 開墾平整土地等高線修測對比情況

圖4 采掘場等高線修測對比情況

圖5 路及附屬設施等高線修測對比情況

居民地區(qū)域：圖2(a)圖部分原始等高線和影像套合發(fā)現(xiàn)，此區(qū)域小山頭已經(jīng)沒有，新建了很多居民地，因此需要修測此部分的等高線。此時我們采用兩種方法：本論文方法和傳統(tǒng)方法。圖2(b)黑色曲線為基于PhotoMap平臺自動匹配獲得DEM成果后輸出等高線矢量數(shù)據(jù)。圖2(c)棕色線為傳統(tǒng)方法修測后的曲線，與黑色曲線對比發(fā)現(xiàn)，略有偏差。但本論文方法輸出的等高線是基于高精度DEM，比傳統(tǒng)方法精度要高，實際作業(yè)時本論文方法比傳統(tǒng)方法進行區(qū)域逐區(qū)塊修測效率明顯要高。

開墾平整土地區(qū)域：圖3(a)圖部分原始等高線和影像套合發(fā)現(xiàn)，此區(qū)域小山頭已經(jīng)沒有，大面積被開墾，因此需要修測此部分的等高線。此時我們采用兩種方法：本論文方法和傳統(tǒng)方法。圖3(b)黑色曲線為基于PhotoMap平臺自動匹配獲得DEM成果后輸出等高線矢量數(shù)據(jù)。圖3(c)棕色線為傳統(tǒng)方法修測后的曲線，與黑色曲線對比發(fā)現(xiàn)，近乎一致，后期檢核量少，實際作業(yè)時不用像傳統(tǒng)方法進行逐條曲線采集，而是批量生成，效率更高。

采掘場區(qū)域：圖4(a)圖部分原始等高線和影像套合發(fā)現(xiàn)，此區(qū)域局部被挖掘需要修測此部分的等高線。此時我們采用兩種方法：本論文方法和傳統(tǒng)方法。圖4(b)黑色曲線為基于PhotoMap平臺自動匹配獲得DEM成果后輸出等高線矢量數(shù)據(jù)。圖4(c)棕色線為傳統(tǒng)方法修測后的曲線，與黑色曲線對比發(fā)現(xiàn)，略有差異，需要后期人工少量檢核。實際作業(yè)時此類型區(qū)域傳統(tǒng)方法比較費時，在大面積作業(yè)時，采用本論文方法時前期效率高后期檢核快，整體上效率更高。

路及附屬設施等區(qū)域：圖5(a)圖部分原始等高線和影像套合發(fā)現(xiàn)，此區(qū)域因道路等設施的基建，需要修測此部分的等高線。此時我們采用兩種方法：本論文方法和傳統(tǒng)方法。圖5(b)黑色曲線為基于PhotoMap平臺自動匹配獲得DEM成果后輸出等高線矢量數(shù)據(jù)。圖5(c)棕色線為傳統(tǒng)方法修測后的曲線，與黑色曲線對比發(fā)現(xiàn)，近乎一致。實際作業(yè)時面對復雜的路網(wǎng)或者空間交匯的路網(wǎng)，或者山地高山地路網(wǎng)等設施時，傳統(tǒng)方法顧及因素多，修測效率慢。

綜上所述，基于PhotoMap平臺的自動匹配獲得DEM成果后輸出的等高線矢量數(shù)據(jù)，非常接近傳統(tǒng)立體修測的矢量數(shù)據(jù)，稍加人工立體檢核即可輸出矢量數(shù)據(jù)，效率高、用時少。

(2)修測效率對比

本文選取浙江省某市50 km2、100 km2、150 km2的變化區(qū)域進行地貌修測，分別采用傳統(tǒng)方法與本文方法進行生產(chǎn)試驗，試驗結(jié)果如圖6所示：

結(jié)果表明基于PhotoMap平臺下，各區(qū)塊地貌等高線修測效率明顯比傳統(tǒng)方法要高。從不同類別的區(qū)塊來看，采掘場和開墾平整土地區(qū)塊，在效率上能提高3～4倍，居民地、道路及附屬設施區(qū)塊能提高2倍左右。從作業(yè)區(qū)域面積來看，隨著作業(yè)面積增加，效率提高越明顯。

(3)等高線精度分析

等高線精度就是數(shù)字高程模型(DEM)內(nèi)插高程點的精度。結(jié)果表明，基于本文方法內(nèi)插高程點的插求精度優(yōu)于傳統(tǒng)方法，試驗結(jié)果如表2所示。

表2 檢測點精度情況

結(jié)果表明基于PhotoMap平臺下，各種地形類別的等高線中誤差均滿足規(guī)范要求。同時，試驗結(jié)果與傳統(tǒng)地貌修測方法進行精度比較，結(jié)果表明，基于PhotoMap修測等高線精度優(yōu)于傳統(tǒng)方法。

4 結(jié) 論

地貌修測是基礎測繪更新生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，生產(chǎn)煩瑣耗時。本文基于實際生產(chǎn)工作，介紹一種基于PhotoMap平臺的基礎測繪快速更新地貌修測方法。結(jié)果表明，基于PhotoMap平臺基礎測繪快速更新地貌修測有以下優(yōu)點：建立體模型用時少；計算機不會出現(xiàn)報錯、死機、卡機等故障；部分精度更高；利用自動匹配獲得DEM成果后輸出的矢量數(shù)據(jù)，減少人工修測工作量；大面積作業(yè)時本方法更優(yōu)。