大比例尺地形图数据更新

摘 要：文章利用IKONOS高分辨率遥感影像，满足1：2000的地形图的更新需求，以德阳市部分区域为例对其进行了大比例尺地形图数据更新的研究，采用的技术方法是将IKONOS影像信息与已有的矢量数据信息进行叠加配准，对产生变化的地物利用软件编辑工具进行数字化更新。结果表明，更新后的地形图满足现势性的要求，验证了该方法的可行性。

关键词：IKONOS影像；ArcGIS；地形图更新

引言

地形图是国家在建设发展中不可或缺的重要资料，可以依据其获取大量多种有效信息[1]。文章是基于对1：2000地形图的更新，探讨研究利用IKONOS的高分辨率遥感影像来更新地形图的方法和技术路线等。采用高分辨率遥感影像来对大比例尺地形图的数据更新在社会经济发展中具有非常重要的研究意义。

1 前期准备与数据处理

文章研究需要做的前期准备包括2011年获取的1：2000地形图数据、 IKONOS卫星遥感影像、图像处理软件Photoshop、扫描矢量化软件R2V、遥感影像处理软件ENVI、制图软件ArcMap等以及搜集并整理更新区域相关的资料。

数据处理主要运用软件ENVI，同时结合ArcMap和Photoshop。

（1）影像预处理：将遥感影像在PS中进行亮度和对比度的调整、边缘增强处理等，通过对R、G、B的颜色分量增加亮度或者降低亮度相同的值来实现。

（2）影像融合：利用ENVI，通过HSV变换方法进行影像融合。

（3）影像纠正：利用ArcMap软件中地理配准工具，通过添加控制点来进行校正，需尽可能多添加几个控制点，以达到校正的准确性。

（4）影像镶嵌：利用ENVI软件将两幅或多幅影像拼在一起，形成一幅完整影像的技术流程，以确保影像信息的完整性。

（5）影像匀色：利用图像处理软件Photoshop，根据自身的视觉效果调整影像亮度与对比度，以达到匀色的效果。

（6）影像分幅、裁切。利用ArcGIS中Toolbox提供的裁剪工具。

将上述处理好的遥感影像与已经进行分层矢量化完成的数字线划图（DLG，Digital Line Graphic），在ArcGIS中（也可以在其他的地理信息系统软件或者是类似于CAD的相关测图软件）进行叠加配准，来判断各个地物要素的变化情况，对其进行删减、新增、修改等操作，此方法便捷直观而且快速有效，为接下来的大比例尺数据更新的具体操作做好前期准备[2]。如图1所示，即为遥感影像与矢量信息叠加配准的部分效果图，从图中可以看出来，该地区发生的变化比较大，有很多新建的道路以及建筑物等要素。

2 利用IKONOS影像更新1：2000地形图

地形图数据更新采用的方法是将原始地形图与遥感影像叠加配准，判读地物要素的变化，再利用ArcGIS的编辑工具对变化的地物进行增、删、减等工作。采用IKONOS遥感影像更新地形图的技术流程为图2所示。

首先搜集整理相关资料，包括遥感影像数据何原始地形图数据的获取；然后利用软件进行数据处理并输出影像；对1：2000原始地形图进行预处理，对其进行破损地方修护补充等处理，再利用R2V软件以及ArcMap软件对其进行分层矢量化，最终形成数字线划图[3]。遥感影像与地形图处理完成之后，将它们在ArcMap中叠加配准，判读地物要素的变化情况，对它们做分类更新；完成更新之后，需要对其做外业检核以及精度评定。最后，将更新后的地形图进行图幅整饰，包括图例、指北针、比例尺等，使地形图完整直观，然后打印输出并存档。

在地形图中，主要变化的地物包括建筑物、道路、水系、植被、注记和属性[4]。由于遥感影像在获取时的气候条件、位置等客观因素的影响，建筑物更新有边界线明显的建筑物更新和边界线不明显的建筑物更新，道路的更新有明显道路与不明显道路的更新，水系包括水涯线明显水体更新和水涯线不明显水体更新，植被更新包括绿化、耕地和林地的更新[5]。如图3、图4分别为建筑物、道路的更新对比图。

3 采用IKONOS影像更新1：2000地形图试验

利用上述对于1：2000地形图的更新技术流程，对同样为1：2000比例尺大小的地形图进行更新试验，并验证了上述方法的可行性和便捷性。在完成大比例尺地形图更新工作之后，为了保证数据的质量和规定的精度要求，必须进行外业检核和精度评定[6]。为了保证这一工作的合理性、科学性和合理性，在试验工作区域选取了20个分布均匀的检查点（简称CHP），将实地调研测绘获取的检查点坐标信息与更新后的地形图上相对应的坐标点信息作对比，并利用统计分析得到其精度调查成果[7]，即为表1所示。

因为检查点的坐标误差是由更新地形图上的误差m1以及实地测绘得到的对应点的坐标误差m2构成。于是就有：

这两部分误差可认为是等精度的，则：

这项精度的指标足以满足1：2000地形图上单点定位绝对精度的需求（±1.0m）。因此，根据外业检核与精度评定的工作可以看出该试验结果满足各项规范要求指标，达到预想的结果。

4 结束语

文章利用IKONOS遥感影像，通过叠加配准，判读来辨别地物的变化情况，来更新1：2000地形图。结果表明，该方法更新大比例尺地形图，作业时间短，影像分辨率高，快速方便，有效经济，并且能够满足用户的需求，为地形图更新工作提供了新的经验。

参考文献

[1]王惊鸿.大比例尺地形图更新技术方法研究[J].城市勘测，2009.

[2]谢士杰.南京市大比例尺地形图的动态更定和维护研究[J].测绘通报，2008（4）：34-39.

[3]白婷婷，郑新奇，杨玲莉.大比例尺地形图中居民点快速更新方法研究[C].中国自然资源学会，2011.

[4]陈瑞霖.利用快鸟卫星影像进行1：5000地形图更新技术探讨[J].福建建设科技，2006.

[5]张文山，王金钟.利用正射影像图进行大比例尺地形图快速更新的思考[J].黑龙江科技信息，2007.

[6]李胜.基于QuickBird正射影像更新城市大比例尺地形图的技术流程和方法[J].黑龙江科技信息，2008.

[7]V. D. Mishra， J. K. Sharma， K. K. Singh et al.. Assessment of different topographic corrections in AWiFS satellite imagery of Himalaya terrain[J]. Journal of Earth System Science，2009，118（1）.