自基礎測繪全面完成從模拟時(shí)代向數字化(huà)時(shí)代的(de)跨越後,就形成了(le)新一代基礎測繪産品,4D測繪産品。極大(dà)地豐富了(le)基礎測繪産品形式,顯著提升了(le)基礎測繪保障服務的(de)能力和(hé)水(shuǐ)平。
在業界衆所周知,現代數字地圖由數字正射影(yǐng)像圖(DOM)、數字高(gāo)程模型(DEM)、數字栅格地圖(DRG)、數字線劃地圖(DLG)以及複合模式組成。
對(duì) DEM 、DOM、DLG 産品的(de)獲取方式、應用(yòng)範圍的(de)分(fēn)析,可(kě)指導測繪地理(lǐ)信息行業實際生産過程,滿足各行各業對(duì)測繪服務的(de)不同需求。
(1)DEM 數據
數字高(gāo)程模型(Digital Elevation Model,簡稱DEM)是一定區(qū)域範圍内規則格網點的(de)平面坐(zuò)标(X,Y)及其高(gāo)程(Z)的(de)數據集或是經度 λ、緯度 φ 和(hé)海拔h 的(de)數據集,該數據集從數學上描述了(le)區(qū)域地貌形态的(de)空間分(fēn)布 。DEM 描述的(de)是地面高(gāo)程信息,在水(shuǐ)文、測
繪、氣象、地貌、地質、工程建設、通(tōng)信等領域有著(zhe)廣泛應用(yòng)。
DEM數據獲取的(de)常見方法:地形圖手扶跟蹤數字化(huà)、地面測量、攝影(yǐng)測量、機載激光(guāng)雷達等。
地形圖手扶跟蹤數字化(huà),是利用(yòng)數字化(huà)儀和(hé)相應的(de)圖形處理(lǐ)軟件制作 DEM 數據。
地面測量是指運用(yòng) GPS、全站儀、電子平闆儀等儀器,對(duì)目标點進行三維坐(zuò)标實測,以此作爲 DEM 的(de)數據源。
攝影(yǐng)測量法是在獲取影(yǐng)像圖的(de)基礎上,恢複地面立體模型,以達到從二維影(yǐng)像到三維立體模型的(de)轉變。如果采用(yòng)原有地形圖,或使用(yòng)未
經改造的(de)模拟精密立體測圖儀獲得(de)等高(gāo)線,可(kě)以掃描進行矢量化(huà),得(de)到等高(gāo)線後再内插成 DEM。
激光(guāng)雷達大(dà)緻分(fēn)爲機載和(hé)地面兩大(dà)類。其中機載激光(guāng)雷達集激光(guāng)測距技術、計算(suàn)機技術、慣性測量單元 (IMU) /DGPS差分(fēn)定位技術于一體,其所測得(de)的(de)數據爲數字表面模型(Digital Surface Model,簡稱 DSM) 的(de)離散點表示,含有空間三維信息和(hé)激光(guāng)強度信息。
通(tōng)過應用(yòng)分(fēn)類技術在原始數字表面模型中移除建築物(wù)、人(rén)造物(wù)、覆蓋植物(wù)等測點,即可(kě)獲得(de) DEM,并同時(shí)得(de)到地面覆蓋物(wù)的(de)高(gāo)度。機載激光(guāng)雷達具有自動化(huà)程度高(gāo)、受天氣影(yǐng)響小、數據生産周期短、精度高(gāo)等特點。
DEM數據獲取方式間的(de)比較:
獲取方式 |
DEM 精度 |
速度 |
成本 |
更新程度 |
應用(yòng)範圍 |
非常高(gāo) |
很快(kuài) |
非常高(gāo) |
容易 |
高(gāo)分(fēn)辨率、各種範圍 |
|
地面測量 |
高(gāo) |
很慢(màn) |
高(gāo) |
困難 |
小範圍區(qū)域,特别的(de)工程項目 |
較高(gāo) |
較快(kuài) |
較高(gāo) |
周期性 |
大(dà)的(de)工程項目,國家範圍内的(de)數據采集 |
|
GPS |
較高(gāo) |
很快(kuài) |
較高(gāo) |
容易 |
小範圍區(qū)域,特别的(de)工程項目 |
地形圖手扶跟蹤數字化(huà) |
較低 |
很慢(màn) |
低 |
周期性 |
國家範圍以及軍事上的(de)數據采 集,中小比例尺地形圖的(de) |
立體遙感 |
低 |
很快(kuài) |
低 |
很容易 |
國家範圍乃至全球範圍内的(de)數 據收集 |
随著(zhe)測繪信息技術的(de)不斷發展,僅提供地物(wù)的(de)地面高(gāo)程信息難以滿足測繪地理(lǐ)信息業務需求,DSM 産品應運而生。DSM 的(de)獲取方式主要是激光(guāng)掃描,它是在DEM 基礎上,涵蓋了(le)除地面以外的(de)其他(tā)地表信息的(de)高(gāo)程,能真實表達地面起伏情況,可(kě)廣泛應用(yòng)于各行各業。比如,在森林(lín)地區(qū),DSM 可(kě)用(yòng)于檢測森林(lín)的(de)生長(cháng)情況;在城(chéng)區(qū),可(kě)用(yòng)于檢查城(chéng)市的(de)發展情況。
(2)DOM 數據
數字正射影(yǐng)像圖(Digital Orthophoto Map,簡稱 DOM)是利用(yòng)遙感影(yǐng)像,通(tōng)過數字攝影(yǐng)測量的(de)原理(lǐ)及方法,對(duì)航片進行控制、定向、糾正生成的(de)影(yǐng)像圖。
DOM 同時(shí)具有地圖幾何精度和(hé)影(yǐng)像特征,精度高(gāo)、信息豐富、制作周期短。它可(kě)作爲底圖信息評價其他(tā)數據的(de)精度和(hé)完整性,也(yě)可(kě)從中提取自然資源和(hé)社會經濟發展信息,爲防治災害和(hé)公共設施建設等提供依據。
D0M 獲取方式主要爲:全數字攝影(yǐng)測量和(hé)航天遙感影(yǐng)像處理(lǐ)。這(zhè)兩種方式的(de)最大(dà)差别在于獲取基礎數據的(de)方式,全數字攝影(yǐng)測量通(tōng)過航攝獲取負片,而航天遙感影(yǐng)像則通(tōng)過遙感方式獲取數據。
随著(zhe)航天遙感技術的(de)發展,高(gāo)分(fēn)辨率的(de)影(yǐng)像可(kě)以用(yòng)作數字正射影(yǐng)像的(de)數據源。内業人(rén)員(yuán)可(kě)以通(tōng)過使用(yòng)遙感數據,對(duì)其進行幾何糾正,在對(duì)數字影(yǐng)像進行處理(lǐ)融合和(hé)鑲嵌後,即可(kě)更新入庫。
(3)DLG 數據
數 字 線 劃 地 圖(Digital Line Graphic,簡 稱DLG)是現有地形圖上基礎地理(lǐ)信息要素的(de)矢量數據集,通(tōng)過各種矢量數據采集手段将地表各要素的(de)空間關系和(hé)相關屬性信息分(fēn)層提取、編輯、保存,因而可(kě)以全面描述地表目标。DLG 是一種放大(dà)、漫遊、查詢、檢查、量測、疊加地圖,數據量小,便于分(fēn)層,能快(kuài)速生成專題地圖,亦被稱作矢量專題信息。
DLG 數據能滿足 GIS 進行各種空間分(fēn)析的(de)要求,可(kě)随機進行數據選取和(hé)顯示,與其他(tā)幾種産品疊加,便于分(fēn)析、決策。DLG 的(de)技術特征爲:地圖地理(lǐ)内容、分(fēn)幅、投影(yǐng)、精度、坐(zuò)标系統與同比例尺地形圖一緻,圖形輸出爲矢量格式,任意縮放均不變形。
目前,常用(yòng)的(de) DLG 獲取方式有以下(xià)幾種:
①原圖數字化(huà)
原圖數字化(huà)主要包括手扶跟蹤數字化(huà)和(hé)地圖掃描矢量化(huà),兩者都常以舊(jiù)的(de)地形圖爲底圖進行數字化(huà)。手扶跟蹤數字化(huà)需要用(yòng)數字化(huà)儀對(duì)原圖的(de)地形特點逐點進行跟蹤采集,精度較低,而地圖掃描矢量化(huà)可(kě)以用(yòng)掃描儀直接掃描原圖,精度較高(gāo)。
地圖掃描矢量化(huà)借用(yòng)計算(suàn)機軟件中原有的(de)栅格地圖或直接對(duì)掃描後的(de)紙質地圖進行矢量化(huà),對(duì)地形圖中新産生的(de)管線、道路、居民地等要素,進行分(fēn)層編輯,産生 DLG。
②全野外數字測圖
全野外數字測圖通(tōng)過使用(yòng)全站儀、GPS 接收機等測量儀器,在野外進行實地測量獲取數據,具有高(gāo)精度、高(gāo)費用(yòng)特點,多(duō)用(yòng)于沒有底圖的(de)地區(qū)。
③修改現有 DLG 數據
該方法是基礎地理(lǐ)數據更新中的(de)常用(yòng)方法,在現有的(de) DLG數據上根據最新的(de)數字正射影(yǐng)像圖進行修改、保存。
④數字攝影(yǐng)測量
攝影(yǐng)測量在基本比例圖生産中占據著(zhe)重要位置,經曆了(le)模拟攝影(yǐng)測量和(hé)解析攝影(yǐng)測量階段。随著(zhe)計算(suàn)機技術以及數字圖像處理(lǐ)、模式識别、人(rén)工智能、專家系統、計算(suàn)機視覺等學科的(de)發展,數字攝影(yǐng)測量的(de)内涵已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了(le)傳統攝影(yǐng)測量的(de)範圍,現已被公認爲攝影(yǐng)測量的(de)第三個(gè)發展階段。
數字攝影(yǐng)測量與模拟攝影(yǐng)測量、解析攝影(yǐng)測量的(de)最大(dà)區(qū)别在于:
它處理(lǐ)的(de)原始信息不僅可(kě)以是像片,更主要的(de)是數字影(yǐng)像(如 SPOT 影(yǐng)像)或數字化(huà)影(yǐng)像;
它最終是以計算(suàn)機視覺代替人(rén)眼的(de)立體觀測,因而它所使用(yòng)的(de)儀器最終将是通(tōng)用(yòng)計算(suàn)機及其相應外部設備;
其産品是數字形式的(de),傳統産品隻是該數字産品的(de)模拟輸出。
數字攝影(yǐng)測量作爲一門由二維影(yǐng)像到三維空間的(de)學科,主要通(tōng)過提取物(wù)體特征點的(de)方式确定物(wù)體坐(zuò)标,然後将收集到的(de)遙感影(yǐng)像進行立體測圖,減輕了(le)野外測圖的(de)工作量,降低了(le)生産成本,得(de)到的(de)數據源精度高(gāo)。
數字攝影(yǐng)測量以其高(gāo)效快(kuài)速、生成數據産品齊全而發揮著(zhe)其他(tā)測量手段無法比拟的(de)作用(yòng)。
綜上所述,對(duì)DEM 、DOM、DLG 産品的(de)獲取方式、應用(yòng)範圍深入分(fēn)析和(hé)研究 ,促進測繪項目管理(lǐ)水(shuǐ)平的(de)提高(gāo),利于優化(huà)生産計劃,加快(kuài)推進基礎測繪轉型,推動數字化(huà)測繪向信息化(huà)測繪升級,爲服務國計民生提供更加堅實的(de)基礎測繪保障。
文章(zhāng)來(lái)源于網絡,作者蔡建德,陳彥軍。登載此文出于傳遞更多(duō)信息之目的(de),版權歸原作者及刊載媒體所有,如本文中圖片或文字侵犯您的(de)權益,請聯系我們。
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