地形数据采集（精选10篇）
地形数据采集 篇1
目前, 很多国外项目 (特别是不发达国家) 收集不到相关的地形图, 无法对工作区地形地貌作整体评价及认识, 为前期踏勘及设计工作带来了极大不便, 针对这一问题, 我们可以利用一种新方法来解决, 即:利用卫星遥感数据来制作工作区地形图。制作1:50000以下的小比例尺地形图, 甚至不需要额外的成本, 完全可以利用当前已经公开的免费数据来制作。为了使大家有一个更清晰的概念, 在这里我们把需要用到的卫星遥感数据看作两部份 (实际上这两部份都是从卫星影像数据衍生出来的) :平面影像数据和高程数据, 平面影像数据就是一般看到的平面卫片 (如Google Earth下载的图片) , 主要作用是描绘出图面上的地物。高程数据我们可以利用免费的DEM数据, DEM是Digital Elevation Model的缩写, 是一定范围内规则格网点的平面坐标 (X, Y) 及其高程 (Z) 的数据集 (如30m、90m分辨率的数据集) , 在文章的主要作用是确定点位高程。现在我们从两方面对这一技术进行阐述: (1) 成图的基本步骤, (2) 怎样提高成图精度。
这一技术的应用, 我们需要准备以下软件: (以免费卫星图片和DEM数据为例)
(1) Global Mapper (数据处理及成图软件, 也具有坐标转换功能) ; (2) Coord MG (坐标转换软件) ; (3) Cass、CAD成图软件; (4) 谷歌地图下载软件 (卫星图片下载, 保证下载的卫片四个角有经纬度坐标) ; (5) 各分辨率DEM数据 (目前有全球90m分辨率DEM免费数据, 亦可下载全球30m分辨率DEM免费数据, 下载网站“国际科学数据服务平台”。
1 成图的基本步骤
我们以90m分辨率DEM数据为例进行阐述: (假设已下载了90m分辨率DEM数据)
1.1 使用Global Mapper获得点位高程数据或生成等高线图
(1) 在90m数据文件夹里找到“世界地形数据分区表.jpg”, 并打开。见图1
(2) 根据上图找到工作区大致地理位置对应的下轴和左轴方格数据, 并记录。如43_16.
(3) 运行Global Mapper, 打开43_16.zip文件, 同时设置好相应的椭球及投影参数。
(4) 利用Global Mapper生成等高线, 输出等高线图 (DXF格式) 。为了更好地对图形进行编辑, 一般不直接输出等高线图, 而是生成XYZ格式的点位数据, 再将这些数据转换成CASS软件所需要的展点格式 (可用Excel进行格式转换操作) , 用CASS软件生成等高线。
1.2 制作地物图
1.2.1 用谷歌地图下载软件下载卫星图片。此软件下载后有图片四个角的经纬度坐标, 用Coord MG进行坐标转换。操作步骤:运行地图下载软件———地图下载任务———新建任务———输入下载范围———选择下载级别 (级别越高越清晰, 文件越大, 但有些区域无高清图片, 一般选18~20级) ———下载。见图2
1.2.2 下载完成后, 点“导出|拼接———导出|拼接图片”, 再选中“生成经纬度坐标”。见图3
1.2.3 将图片四个角点的经纬度坐标, 通过Coord MG软件转换成与等高线图相对应的平面直角坐标, 再根据其平面坐标进行修正, 然后对图片中表示的地物进行描绘, 可以在CAD或其它软件上进行。以CAD为例, 操作如下:
(1) 运行CAD软件, 输入命令“image”, 载入卫星图片。
(2) 通过图片四个角的平面坐标, 对卫星图片进行修正, 也叫坐标配准 (平移, 缩放的进程, CASS制图软件有直接修正的功能) , 用CAD手动进行坐标配准精度不高, 建议采用Microstation和Cass。
(3) 用地物符号进行描绘。
(4) 描绘完之后将图片删除, 保留地物符号。
最后在CAD平台上将等高线图和地物图合并到一起, 就得到了一幅完整的地形图。
2 提高成图精度
相对于免费数据, 90m分辨率数据生成等高线时, 因点位间距太大, 有可能使地貌发生变形。用30m分辨率数据可以很好地改善这一状况, 但30m分辨率数据存在很多伪数据 (可能是为了防止作为商业用途) , 有时不能直接使用。将两种数据结合起来使用, 可以有效地提高等高线图的精度, 步骤如下:
(1) 用Global Mapper打开90m分辨率数据文件, 再打开30m分辨率坡度数据文件。见图4
(2) 与上一节相同, 设置好坐标系和投影方式。
(3) 在Global Mapper软件里:点选“文件-结合地形层”, 见图5。这样90m分辨率数据间接地变成了30米分辨率数据, 而且不会存在伪数据。
(4) 其余步骤同上一节。
通过上述方法, 我们可以制作全球任意陆地区域的地形图, 成图精度与目标地区的卫片清晰度、DEM分辨率、实地地形地势均有较大的关系, 利用30m分辨率数据, 成图精度大约能达到1:50000。但用此方法成图, 不需要额外的野外勘测、数据采集等费用, 具有很高的经济价值。
地形数据采集 篇2
航测数字地形图中地貌数据的质量控制研究
本文基于笔者多年从事航测数据处理的相关工作经验,以航测数字地形图中数据质量检查验收,质量控制为研究对象,分析了检查验收的步骤与重要环节,本文尤其着重论述了航测地貌数据的检查内容与方法,全文建立在毛者长期的工作体会的基础上,相信对从事相关工作的`同行有着一定的参考价值和借鉴意义.
作 者：周海涛 作者单位：辽宁省地理信息院,辽宁沈阳,110034刊 名：科技资讯英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(16)分类号：P2关键词：航测 地貌数据 质量控制 数据检查
地形数据采集 篇3
关键词：数字化；点云；机载激光测图
1 概述
传统的全野外数字化成图方法，已经无法满足现高速发展的城市建设，为了尽快解决城市规划对基础地理信息的供需矛盾，及时有效提供满足城市规划需要的现状地形图，加快项目的完成进度，经现场踏勘、分析，决定采用机载激光测图辅助外业调绘编图的方法完成。
此次采用的机载激光测图方法，方要依据为点云数据，点云即利用三维激光扫描技术获取的大量的、密集的、含有多样化信息的散点数据的描述，测绘人员从点云的信息特点能自动获取多点信息的面测量，从而提高了测绘的效率，也提升了测绘技术的应用空间。
2 基于DOM、DEM、激光点云的图像生成
根据设计路线和图幅结合表确定做图范围，准备好相应的数据：用ArcMap软件根据DOM和坐标文件生成作图时需要辅助参照的山影图、坡度图；用global_mapper软件生成激光点云图。常用的有以下两种格式： *.JPG格式的正射影像数据、对应的*.JGW格式的坐标文件，以及对应的*.coo原始激光点数据。*.DWG格式的等高线与*.coo格式的出图激光点数据，单位改成米。
3 正射影像和激光点数据的测图
3.1 确定范围及插入图像
根据影像数据的精度，可知这批数据适用于小于1：1000比例尺的地形图，符合本次1：2000测图比例尺。首先，打开南方CASS9.0软件，进行比例尺设置，其次，调整图层叠放顺序，将影像图层放到最后，方便参考并绘制CAD图。插入绘图范围并导入激光高程数据，然后运行展点程序，根据需要选择不同的展点方式。当范围较大时我们较常使用从文件展点，范围较小时，我们会选择多边形展点方式。
3.2 地物要素的采集
依比例符号：是实地占有较大的面积的物体，比例尺缩小后，依然能够显示其轮廓，如房屋、湖泊等。
不依比例符号：是实地面积较小，且重要或具有方位意义的独立物体，比例尺缩小后，图上只能显示为一个小点，必须放大表示，图上和实地不成比例关系，仅能表示物体的位置和种类而不能表示物体的轮廓和大小，如测量控制点、纪念碑、烟囱等。
半依比例符号：实地上的线状物体和狭长物体，其长度能够依比例表示，而宽度则不能依比例表示必须放大其尺寸，如铁路、公路、单线路、围墙、单线沟渠等。
3.2.1 交通及附属设施
一般未突出地面的线状地物不存在投影变形改正，精度较高，只需根据影像描绘其边线即可。
根据测图比例尺的大小，按照《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》上的要求来描绘。本次项目测图比例尺确定为1：2000。
①一般铁路：轨距为1.435米，1：2000地形图上用不依比例尺符号表示。
②一般图上宽度小于1mm，在CASS环境下，用距离量测工具量取的路面宽度小于1mm×2000=2m时，用不依比例尺的乡村路或小路表示，大于2m时用依比例尺的乡村路或大车路表示，其虚实线的表示方法遵循 “光影法则”处理，虚线绘在光辉部，实线绘在暗影部， 一般在居民地、桥梁、渡口、徒涉场、山洞、涵洞、 隧道或道路相交处变换虚实线方向。
③道路的附属设施。
涵洞：指修筑于铁路、公路路基下的过水构筑物，当图上宽度小于1mm时用不以比例尺的符号表示。较大的涵洞提醒外业调绘人员注意，必要时要进行外业实地采点补绘。注意涵洞虚实线方向。
路堑和路堤：应该特别注意较规则道路两旁的路堑和路堤，影像图上加固的路堑和路堤会非常明显，再结合激光高程点数据，便可准确判断出其边缘线，对于未加固就根据激光高程点数据进行判读绘制。
桥梁：由于影像不能较好地判断桥头的实际位置，且很多大桥是高出地面的，也存在着投影变形改正，不能较好地通过地面点和非地面点的激光数据进行判断其位置进行平移，建议对于比较重要的公路桥、铁路桥等要求外业实地采点绘制。
3.2.2 居民地和垣栅
房屋高出地面，影像图存在投影变形改正，且房屋层数越多越高，其变形程度越大。点云数据却能较好地表示出房屋的位置和形状，或利用事先生成的激光点云图作为参考。
①绘制房屋前，首先要将非地面激光点数据，也即*_object.coo文件用与地面点也即*_ground.coo文件相同比例尺展绘，展绘的方法与上述方法相同，但是范围可以圈小一些，只包含房屋部分即可。展绘后以块的形式插入到我们的绘图文件上，在插入前最好改变一下图层和颜色，以便后面绘制房屋时能有效地区分地面点和非地面点。
②绘制房屋时，按照房屋顶部来描绘房屋的边缘线，一般用CASS命令下的“多点一般房屋”和“四点房屋”来描绘，应特别注意的是，如果房屋边缘线仅为四点，则最好用“四点房屋”命令来描绘，这样可以保证房屋没有明显的变形。
③利用原始激光点数据对房屋进行平面位置改正。将需要改正的房屋区域选中，然后导入对应区域的地面激光点数据和非地面激光点数据，用不同的颜色进行区分。由于激光点没有投影差，是直接的三维坐标，所以平面精度是非常高的，作图时，可根据其高程值大小，区分所落点是在房屋上还是在地面上，根据房屋上的激光点的密集程度和范围就可以较准确确定房屋的位置。如果通过影像倾斜，可以看到房屋其中一边底部，可以先绘制房顶的位置，然后将其整体平移，使房屋的另一边位置大致准确。
3.2.3 水系及附属设施
水系是江、河、湖、海、井、泉、水库、沟渠、池塘等自然和人工水体的总称，在地形图上需准确表示，凡有名称的均要加注。对于较大的江、河、湖、海、池塘、水库、人工修筑的灌溉用的沟渠、运河等在影像图上很容易判读其边界，但是在具体绘制时应根据地面激光数据，较为准确的判断其边界，且常年有水的河流、溪流、运河、湖泊、水库、池塘应描绘其水涯线。当水涯线与陡坎线在图上的投影距离小于1mm时，用陡坎符号表示。河流在图上宽度小于0.5mm时用单线表示。
应特别注意道路两旁的水系，尤其是公路旁的排水用的沟渠，一般沟渠都是能找到源头和流向的，且沟渠穿过道路时一定会通过涵洞。如绘图范围内未找到源头，应将沟渠按流向绘至范围线外。且每条沟渠都应根据地面激光高程点来判断其流向后标注在图上，以便外业作业员调绘。
3.2.4 地貌和土质
①等高线
等高线由DEM在AcrMap中自动生成，再人工进行整饰、取舍。整饰好等高线的前题是一定要把其他的地物地貌绘制准确，尤其是陡坎和斜坡等对等高线的形状和走势影响较大的地物地貌。
编辑完等高线后，应对等高线进行注记，一般只注记计曲线，且不应倒注。应在谷地、鞍部、山头及斜坡方向不易判读的地方和凹地的最高、最低一条等高线上绘出示坡线。
②高程点的展绘。
高程点按照不同，比例尺地形图有不同的间距要求：如表1：
③地类界。
地类界一般是根据影像的颜色进行判断，有时地类界可以进行取舍的，尤其是山上只能以主要地物来标注，植被符号由外业作业员进行调绘。
④管线及附属设施。
除电塔和双杆外，其余管线设施在影像图上难以确定准确位置，建议外业补调绘人员应以甲方提供的线位为基础，线位左右各50米内的电塔要重新踩点修测，双杆要全线进行修测。
⑤独立地物
影像图上独立地物中，独立坟、坟群和散坟较容易判断，其余无法判断。
3.3 图形自检和互检
每幅图做完以后，首先要进行自我检查，看有没有漏绘的或者绘错的，对误差比较大的地方进行改正。然后再相互之间进行互检，由于每个人画图的经验和对图像的判别不一样，通过互检则可以减少判读错误。
4 外业调绘和补充测图
4.1 外业调绘
制订调绘计划，收集现势性强的各类专业资料，熟悉测区情况，研究测区环境特征，选择调绘路线，进行人员分配。
对于内业无法确定的隐蔽、遮挡地物，可根据周边明显地物，采用交会法、截距法等方法进行补测。调绘与内业数字化测图、数据编辑应有效衔接，保证地形要素表达的完整性和准确性。
调绘时应对已有数据进行实地核查，对错、漏等进行修改和补充；补调地物、地貌要素和属性和注记，以及内业无法获取的地理名称；补测数字化测图无法或不能准确采集的要素，如阴影区地物、隐蔽和地形复杂部位地物，以及需要补测的新增地物等；最终形成调绘成果。
摄影后新增的一般地物可不补调，但新增的公路和变化较大的开发区、居民区等应进行补调或补测；航摄后拆除的地物，应在影像上标记。
调绘成果使用的符号、文字及调绘成果的整饰宜参考GB/T 20257.1的规定，以方便内业人员使用为原则，应统一、清楚、易读、实用。具体要求在技术设计书中规定，必要时采用图例说明。
4.2 野外补测
当内业数字化测图无法达到高程注记点高程精度要求时，应野外实测足够的高程注记点，等高线由内业数字化测图生成。高程注记点测量要求和具体方法由技术设计书确定。
当由于云影、阴影等影响无法进行内业测图或处理，航空摄影出现绝对漏洞且不补摄，新增大型工程设施、大面积开发区或居民地变化较大等情况时，应进行野外补测。内业测图无法准确采集的城市建筑物密集区，亦可进行野外补测。可将阴影、漏洞等向外扩大图上4mm，确定补测范围。补测的地物、地貌要素，相对于附近明显地物点的平面位置误差不大于图上0.75mm，困难地区不大于图上1mm。
5 总结
随着城市发展的需要，规划测量技术面临着新的挑战，因此，我们应不断探索解决问题的新方法，保障城市的现代化建设，在本次1：2000数字化测图过程中，发现激光点云测图技术作为一种先进的测量方法，在精度、进度、操作等方面都有较大的优势，是传统测绘技术不能相比的，在总结经验过后，将更广范地用于未来的大比例尺测图工作中。
参考文献：
[1]李滨，王汉顺，等.点云检测技术在高速公路边坡监测中的应用[J].城市勘测，2014（4）：20-22.
[2]刘德明.低空机载GPS摄影测量在1：1000地形图测绘中的应用[J].城市勘测，2014（6）：24-26.
[3]CH/T 3007.1—2011.数字航空摄影测量 测图规范.
[4]GB/T 20257.1—2007.国家基本比例尺地图图式.
作者简介：
LOD地形模型中数据调度研究 篇4
关键词：LOD,地形模型,数据调度
地形的可视化是3维地理信息系统中的一个重要研究问题, 近年来, 图形硬件技术飞速发展, 基本能够满足小范围场景实时交互绘制的需求, 但仍然无法满足大规模3维场景的应用需要。从目前的研究情况看, 主要从两个环节寻求改进:一是从外存储器到内存阶段, 通过数据的有效组织、内外存之间的合理调度缩短读取数据的时间;二是在内存中绘制阶段, 采用多分辨率模型等技术缩短绘制时间。大规模的3维场景涉及到大量的空间数据, 不可能一次性调入内存, 只能根据场景绘制的需要在内、外存之间动态调度。这种动态调度的思想是很容易理解的, 但实现起来又有很多问题需要研究, 特别是为了实现场景绘制的实时交互, 需要设计合理高效的数据组织结构, 并对数据调度过程进行控制和优化。这些数据如何存储, 采用怎样的数据结构进行组织, 对于系统最终描述场景的真实感和动态效果有着重要的影响, 这也正是本文要研究的内容。
1 基于四叉树的LOD地形模型
1.1 数据模型
从3维场景可视化角度而言, 目前在地形的数字表达上普遍采用DEM方法。DEM常用的数据结构有:规则网格 (Grid) 、不规则三角网 (TIN) 以及两者的混合结构。其中, 规则网格数据结构由于其顶点呈规则分布, 只需要记录数据的基本信息和每个格网点的高程值, 结构简单、操作方便、便于简化, 非常适合于大规模地形数据的组织和管理。
在地形场景绘制时, 为了提高显示速度, 目前使用比较广泛的是利用细节层次 (LOD) 技术生成同一地区的多分辨率模型, 根据视点的变化, 在满足显示精度要求的前提下, 选择不同分辨率的模型, 达到“距离越近看得越清, 距离越远越模糊”的效果。金字塔就是一种多分辨率层次模型, 它可以直接提供不同分辨率的地形数据而无需实时重采样。
1.2 地形数据的四叉树表示
本文中, 多分辨率模型采用基于四叉树的数据结构构建。首先, 四叉树结构与地理坐标有天然的统一;其次, 四叉树与纹理镶嵌技术可以很好地集成在一起。但采用四叉树结构带来两个问题:一是用四叉树划分的地形节点数必须是2n (如无特殊说明, 在本文中, 每个数据块为一个节点) ;二是不同层数据块之间交界处会出现地形表面的不连续。第一个问题可以通过重采样增加或减少地形格网来避免;第二个问题可以使用限制四叉树的方法或改变高分辨率模型顶点高程值的方式加以解决。采用四叉树细节层次模型时, 先对地形数据做不同精度的等间距格网采样, 采样结果构成四叉树的一层节点, 树中每个节点对应地形的一块区域, 对于树中任意相邻的层, 位于上一层的节点采样精度是下一层的一半, 任意一个非叶子节点都有4个子节点, 而且子节点的采样区域恰好将父节点四等分。利用这一特性, 我们可以通过选择位于不同层的节点来实现对特定区域不同分辨率的表示。
2 地形数据组织与LOD预处理
采用金字塔模型需要对空间数据进行预处理, 即对数据进行分层分块。其基本思想是:首先将整个场景按照四叉树结构进行细节分层, 每个LOD层又分为多个格网数为2n的正方形块, 然后对每一个数据块按照四叉树结构进行组织。地形数据组织与处理包括三部分:DEM数据文件合并、DEM数据重采样与分层、DEM数据分块。纹理数据的处理方法与地形数据类似, 本文不详加讨论。
2.1 数据文件合并
地形数据的来源和获取途径有多种, 通常我们得到的大规模的DEM并非只是一个文件, 而是一个由多个彼此之间相交或相接的DEM文件构成的集合, 数据文件可能多达几百乃至上千个。如果不事先对数据文件进行合并, 在后续的分级处理中, 就要对每一个文件分别进行处理, 要将原始的多个DEM文件处理成为具有不同细节层次、不同覆盖范围的多级DEM, 其工作量之大可想而知。因此, 需要将各个分散的DEM数据文件进行合并, 考虑机器的处理能力, 当数据量非常大时, 可以分为几个部分进行处理。
2.2 地形数据重采样与分层
构建地形数据金字塔模型各层数据时, 是从底层即最高分辨率数据开始的, 然后依次确定上一层数据的分辨率。从上到下, 分辨率呈倍数递增关系, 下一层网格分辨率是上一层的2倍, 这样可以很方便地使用四叉树索引技术进行快速定位。由于比例尺和分辨率不是一一对应关系, DEM金字塔模型的各层数据可以通过其对应的比例尺数据内插处理得到。
2.3 地形数据分块
数据分块就是把DEM数据分层后的各级LOD数据按照分块要求重新进行块的划分。由于采用Grid数据结构, DEM数据分块比较容易实现。分块时必须综合考虑空间数据量、应用要求和应用平台的软硬件条件等, 分块过大, 可能超出机器的处理能力;分块过小, 造成文件的个数太多, 绘制时要频繁地打开和关闭文件, 不利于数据的管理和调度, 所以选择适当的分块大小就要取一个折中的解决方案。另外, 采用四叉树划分时, DEM块行与列的网格数需限制为2n×2n (n为不小于2的整数) , 本文选择地形块纵横向格网数为16。在DEM分为小块的同时进行文件合并, 合并到一定大小时应建立一个新的文件, 文件命名要能反映出数据所在层数和与其他文件数据的相对位置。
3 LOD地形数据的调度
在大规模3维场景中空间数据的组织阶段, 我们已为数据的实时调度做好了准备, 但这时仍要考虑几个问题:一是如何利用四叉树技术实现地形块的快速索引;二是如何消除不同分辨率地形节点拼接处的裂缝问题。
3.1 地形数据块的快速索引
调度程序首先必须获得视景体投影的空间坐标, 然后判断视景体投影与哪些层的哪些数据块覆盖范围发生交叠。如果可见区域在地形数据所表示的范围内, 测试与可见区域交叠的顶层数据是否满足分辨率要求, 如果不满足, 由2倍率关系, 根据顶层数据分辨率可迅速判断出哪一层数据符合要求。由于数据分块是规则的, 因此并不需要对所有数据块进行比较, 只需要求出视景体梯形投影四个端点相对于全局场景起始点在X和Y方向上的坐标增量, 再除以单块的尺寸, 便可以确定有哪些数据块与可视区域发生交叠。当视点在场景中的位置或观察方向发生变化时, 视景体投影与数据块的相交关系相应发生变化, 因此调度程序需要不断地在内、外存储器之间执行数据调度。因为地形数据已经分块, 只需将视点附近区域的数据块常驻内存, 将进入到可视范围的新的数据块调入, 同时释放那些“不可见数据块”所占用的内存空间。这样就维持了内存中数据载入和删除的动态平衡, 极大减少了内存的负担, 使大规模3维地形实时漫游变得可行。
3.2 裂缝消除的方法
进行地形LOD模型绘制时, 如果相邻块的分辨率不一样, 就会产生裂缝。目前, 常用的消除裂缝的方法有两种:一是强制相邻网格进行分裂, 如图1 (a) 所示, 在接边处将低分辨率模型作适当分裂, 使相邻节点具有相同的边界。这种方法在每一节点处都可能造成大量的分裂操作, 产生大量不必要的三角形。第二种方法是将高分辨率模型顶点移动到相邻低分辨率模型的边界点上, 如图1 (b) 所示, 这种方法计算简单, 但需要进行插值产生新的数据点来弥合裂缝, 并且会产生T型连接, T型连接可能导致一些空洞小点, 但一般情况下的绘制结果是可以接受的。本文采用第二种方法, 在绘制时使用低分辨率模型一侧边上点的内插高程来代替高分辨率模型产生裂缝的实际地面点高程。
4 结论
本文针对大规模地形可视化中地形数据组织方法进行了研究, 采用本文所述方法, 对某地区地形数据进行了组织和处理, 实验结果证明, 可以满足地形实时渲染的要求, 消除了裂缝现象。但各层次细节的数据需要提前生成, 预处理过程比较费时, 而且静态LOD文件中冗余存储了各层次细节的地形数据, 数据量比较大, 要求硬盘有足够的存储空间。但考虑到预处理过程是一次性的, 处理后的多层次细节数据一般不作改动, 而且目前的硬盘容量都比较大, 可以满足地形和纹理数据的存储需求, 与对显示速度的要求相比, 这些问题还是可以接受的。至于LOD分层的问题, 大多文献依应用需求和机器配置自己确定, 到底什么情况下分多少层合适, 目前还没有公认的标准。另外, 由于原始地形数据不一定满足要求, 可能需要重采样, 而且LOD分层时也需重采样, 重采样引起的误差对地形精度和显示效果有多大影响, 这都是目前正在研究和急需解决的问题。
参考文献
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[3]魏波, 汤军.基于GIS的油田数字化管道的实现[J].测绘与空间地理信息, 2008 (4) .
[4]谢荣安.GIS数据模型设计中的问题探讨[J].地矿测绘, 2004 (4) .
[5]林伟华, 伍永刚, 曾文, 等.基于MAPGIS的市政设施数据模型研究[J].测绘科学, 2008 (4) .
地形数据采集 篇5
AutoCAD地形图数据转换为GIS空间数据的技术研究与应用
为了高效地建立地理信息数据库,经常要将各类数字地形图数据转换为符合GIS要求的.数据.以AutoCAD数据为例,介绍批量修改GIS基础图形数据的方法,分析CAD与GIS之间数据转换的各种模式,提出应用GIS数据中间件来实现CAD与GIS数据的无缝转换.并提出数据转换过程中的质量控制的办法.
作 者：陈能 施蓓琦 CHEN Neng SHI Bei-qi 作者单位：上海师范大学,上海,34刊 名：测绘通报 ISTIC PKU英文刊名：BULLETIN OF SURVEYING AND MAPPING年，卷(期)：“”(8)分类号：P208关键词：AutoCAD GIS 数据转换
地形数据采集 篇6
1 检查验收的基本过程
质量检查验收的基本过程为:作业员自查→作业员互查→中队检查验收→队检查验收→大队检查验收。
作业员在作业过程把握好质量是测绘产品质量控制的关键, 因此要求作业人员发扬“真实、准确、细致、及时”的业务作风, 严格执行规范、图式以及有关技术规定, 视地图质量为自己的生命。
《航空摄影测量成果成图检查验收规定》所制定的中队、队、大队三级验收管理制度要求各级检查验收人员做好作业前的计划, 检查各种仪器设备规格、精度和资料的可靠程度, 加强作业过程的全面跟踪检查。各级检查中发现的问题作业员应及时修改, 成果经检查人员复查正确后方可交上级验收。
2 质量检查的现状及不足
目前地形图质量检查基本上沿袭了传统的作业方式。各级检查人员除了上仪器检查定向精度和综合取舍外, 主要是对照纸图检查丢漏、工艺等, 最后将检查结果标到纸图上。
这种检查方式打印成本较高, 而且一旦喷墨绘图仪出现问题检查验收就无法进行。对数字图中的高程注记点的点数统计, 无论作业员还是各级检查人员都要对着纸图反复数上好几遍, 而且总难免疏漏。
由于我国数字地形图的生产起步较晚, 部分生产软件还在发展完善过程中。由软件本身不完善造成数据上的一些较为隐蔽性的问题往往更加难于发现。如我们在1∶5万地形图的作业过程中发现ANAGRAF解析测图仪采集的等高线高程经常有土lm的跳值现象。这种问题是由采集软件造成的, 在现有的生产软件中很难被发现。这就要求我们在完善各类生产软件的同时, 增强检查软件功能, 从而提高作业效率、保证作业精度。
目前在质量检查方面研究院所和各测绘大队都开展了一定的研究并取得了一定的成果, 如用于制图的对数据拓朴关系检查的软件。航测对矢量数据的检查也有一定的进展, 廖昌军等人对等高线属性检查提出了较好的算法。由于航测工序多, 用于生产的软件系统较多, 数据格式较多且航测生产过程中的数据拓朴关系尚未建立, 因此难于用制图的方式去检查。当前航测方面还没有全面的行之有效的用于质量检查的软件系统。检查自动化程度不高, 对问题信息的反馈依赖于纸图。检查手段与依托网络进行数字化生产的要求不相适应。
3 航测地貌数据检查内容
3.1 航测地貌数据的表示
地貌作为地形图的重要组成部分, 是指地面的高低起伏和斜面的状态, 如高山、丘陵、平原、谷地等, 不同的地貌对部队行动影响差别很大。目前生产的数字地形图中, 地貌的表示方式为等高线、高程注记点及部分用图式符号来表示的地貌元素, 如冲沟、陡石山、岩峰、沙丘、冰塔等。各单位生产作业过程基本相同, 首先在解析测图仪或摄影测量工作站上进行内定向、相对定向、绝对定向, 然后通过人工方式采集等高线、高程注记点等地貌数据, 再用各类编辑软件进行编辑, 通过对等高线内插、光滑等一系列操作生成完整的地貌数据。地貌的另一个重要表示方式为数字高程模型DEM。随着信息处理技术的进步, 数字高程模型DEM有了很大的发展, 并得到了广泛应用。
数字地面模型DTM是地面表面形态等多种信息的一个数字表示方法, 定义在某一区域D上的m维向量有限序列:
DEM是表示区域。上地形的三维向量有限序列, 它有多种表示形式, 主要包括规则矩形格网 (GRID) 与不规则三角网 (TIN) 。格网DEM山一系列在X, Y方向上都是等间距排列的地形点的高程Z表示地形, 任一点的平面坐标可根据点在DEM中的行列号i, j及其它基本参数来确定:
其中为起始坐标, DX, DY为格网在X, Y方向上的间距, NX, NY为格网的行列数。由于格网DEM存贮量小, 便于使用和管理, 因而被广泛应用。不足之处是难于表示地形结构与细部, 通常可采用附加地形特征数据来克服。TIN能够较好地顾及地貌特征点、线, 表示复杂地形表面比格网DEM精确, 但其数据量大, 数据结构复杂, 因而管理与使用也较为复杂。
3.2 航测地貌数据检查系统的流程
从航测地貌数据的整个检查过程说可将检查分为过程检查和成果检查。过程检查主要是指各级检查人员在仪器上检查定向精度、综合取舍、地貌丢漏等情况, 成果检查包括所需的文件是否完整、成果编辑是否合理、接边是否符合要求等。从检查方式来分包括目视检查和机器自动检查。航测地貌数据质量检查系统基本流程如图1所示。
图中形式检查指检查数据文件是否完整、格式是否正确、文件名是否与内容一致。数据读入时进行形式检查。
定向精度检查主要检查各类定向精度是否超限。当定向精度文件保留的是定向点的像坐标和高斯坐标时, 可重新进行定向计算, 然后显示定向余差。
4 航测数字地形图中地貌数据的检查
航测数字地形图中地貌数据检查主要内容有以下几个方面。
(1) 各种原始数据的输入是否正确。
(2) 相对定向、绝对定向的精度是否符合要求。
(3) 等高线的测绘精度是否在限差之内, 山形表示的综合取舍是否恰当;山头、鞍部、凹坑是否丢漏。
(4) 高程注记是否与等高线矛盾, 高程注记点数量是否符合要求。
(5) 水系与等高线是否矛盾。
(6) 立体观察下判定地形要素的性质、位置、范围是否正确。
其中水系与等高线关系在纸图上和各种生产软件中通过显示很容易发现。
参考文献
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地形数据采集 篇7
基础地理数据是基础地理信息系统的核心数据。我们采用Auto CAD平台, 对汕头市南岸地形数据进行加工处理。处理后的Auto CAD地形数据必须通过严格检查才能提供使用。目前Auto CAD地形图元素的属性关系和空间关系较复杂, 而且一些要素的属性和关系是隐含的。因此, 为了提高对Auto CAD地形数据的检查效率, 我们采用计算机程序检查和人工检查相结合的方法。本文介绍了利用Auto CAD二次开发环境进行矢量地形数据检查程序的设计与开发, 进一步提高了地形图数据检查工作的效率。
2 CAD地形图元素之间的关系
CAD地形图元素的属性关系和彼此的空间关系是比较丰富的。保证元素空间属性完整、关系正确是顺利进行CAD地形数据检查的前提。
2.1 CAD地形图元素的属性关系
保证入库前元素的代码值 (在Auto CAD中一般存放在thickness中) 和要素表对应、扩展属性完整、注记对齐方式统一、字体符合要求、不存在微短线、注记和属性一致等等。
2.2 空间对象及拓扑关系
空间对象是客观存在的地理实体在人类认识世界中的反映, 它是人们对客观世界的认知与抽象。“空间”意味着数据所表示的事物具有一定的点位、形状和性质等特征。无论空间对象多么复杂, 都可以抽象为以下几类:
点对象:一个点对象仅由一个点组成, 是没有区域的一种空间物体。点的一个关键属性由它的地理编码坐标来表示 (如经纬度坐标, 大地坐标等) , 如控制点等。
线对象:由一组顺序相连的点所组成的空间要素, 地理编码由一组点的坐标来表示, 组成线的点称为节点 (Node) , 如河流、道路、输电线路等。
面对象:一个封闭区域。如湖泊、水库、行政区等。
空间对象除了具有各自的几何特征 (位置、形状) 和非几何特征 (属性值) 外, 它们之间的一些具有空间特征的关系更为重要, 这些关系被称为空间关系。空间关系是空间数据组织、查询、分析和推理的基础。空间关系通常分为三大类, 即度量关系、顺序关系和拓扑关系, 空间度量关系是用某种度量空间中的度量指标来描述目标及目标间的关系, 如空间目标的周长、面积等以及空间目标之间的距离。顺序空间关系是用来描述对象在空间中的某种顺序的关系, 如前后、上下、左右、东西南北等;拓扑关系是不考虑度量和方向的空间实体之间的空间关系。空间拓扑关系是指在拓扑变换 (旋转、平移、缩放等) 下保持不变的空间关系, 即拓扑不变量, 如相离、包含关系等。
地理空间中的点、线、面实体之间存在着各种各样的拓扑关系, 拓扑关系是空间关系中最重要的基本关系, 它是空间推理、查询与分析的基础。
3 程序设计与实现
程序的检查内容主要包括图形属性检查和图形拓扑关系检查。以下是程序的设计与实现。
3.1 总体设计
在VBA编程环境下, 在程序进行检查操作的时候, 首先获取被检查的CAD图形元素并生成数据选择集, 在获取的选择集中进行图形元素的属性检查和拓扑检查。在检查过程中程序需要参照系统库的相关标准。系统总体结构图见图1所示。
3.2 数据属性检查
数据属性检查主要有以下几个方面:
(1) 地形图元素分类与代码的正确性; (2) 地形图元素属性项内容的完整性; (3) 地形图元素属性值的正确性; (4) 地形图元素分层的正确及完整性; (5) 注记的正确性等。
例如:通过高程值被判断为首曲线或计曲线的等高线, 其编码必须与首曲线或计曲线对应;高程点的高程值与其注记必须一致;图面的每条线段都与对照表进行对比, 确保线型、所在图层、线宽、厚度一致。
其中扩展属性在CAD图形属性中是一种特殊的属性, 扩展属性不能通过特性列表直接得到, 必须通过Object.Get XData () 方法获得。比如某房屋的扩展属性为“砖, 2”, 其含义为该实体的结构为砖结构, 楼层为2层;某道路中线的扩展属性为“磊广路, 城市主干道”, 其含义为该道路的路名为“磊广路”, 道路等级为“城市主干道”。检查时遍历编组里面的实体成员, 参照扩展属性的定义及规定对各项内容进行分类检查, 具有扩展属性的实体与同编组的其他成员的扩展属性必须一致, 这常见于房屋面和水库面检查。
CAD图形数据属性检查流程图可以通过图2进行描述。
3.3 图形拓扑关系检查
数据的空间关系有相交、重叠、包含等。实体间的拓扑关系对有效分析和利用数据有重要作用。拓扑检查过程是:第一步用数据集存储要检查的要素;第二步是根据检查规则对数据集中的要素进行拓扑检查;最后对拓扑检查的结果进行记录。拓扑检查实现的部分VBA代码如下:Sub Check XJdgx ()
3.4 对图形进行自动处理
部分图形存在内容为空的文字, 无法利用“快速选择”工具选中。因此程序对图形中所有空白文字进行判断并删除, 以达到清理垃圾要素的效果。数据改造需要对部分水系面、植被面和房屋面进行编组, 少数地形图中空编组数量达到几百万个。程序对空编组进行了清理, 使图形文件变小的同时不影响图形使用。此外, 实现了对线段的自相交 (顶点重叠) 进行自动修复, 保证各顶点的凸度不变, 且不破坏编组结构, 生产效率得到提高。
3.5 实例应用
3.5.1 检查属性信息
对实例数据进行检查, 如果图形数据中存在如:元素编码不正确、扩展属性不完整、注记和属性不对应等问题, 都会在错误报告中有显示。程序检查的部分界面如图3所示。
经过对实例数据的检查, 结果显示高程点注记和属性值不对应。如图4, 高程点属性为7.33, 而其高程注记为7.23。
3.5.2 检查拓扑
检查拓扑就是根据要检查的要素和规则, 检查地形图中所有可能存在的拓扑问题。图5是检查到的一个面相交的拓扑错误。
4 结束语
该程序在汕头市南岸数据整理加工项目中承担了70%-80%的数据检查工作量。程序检查结合人工检查, 可以更加有效的检查CAD地形图数据。本程序将进一步完善自动改错功能, 优化拓扑检查速度, 争取在Auto CAD数据的质量控制和GIS建库中发挥更大的作用。
参考文献
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地形数据采集 篇8
1 质量检查与质量评定引用标准
(1)《国家1∶50000数据库更新工程1∶50000地形要素数据缩编更新技术规定》(第二版)(以下简称《技术规定》)。
(2)《国家1∶50000数据库更新工程1∶50000地形要素数据规定》(第二版)(以下简称《数据规定》)。
(3)GB/T 20257.3—2006《1∶25000、1∶50000、l∶100000地形图图式》。
(4)GB/T 13989—92《国家基本比例尺地形图分幅编号》。
(5)《1∶50000全国地名数据采集技术规定》(暂行规定)。
(6)《国家1∶50000数据库更新工程一全国国省道路线名称代码》(国家1∶50000数据库更新项目部,2007年6月)。
(7)《国家1∶50000数据库更新工程一全国铁路路线名称代码》(国家1∶50000数据库更新项目部,2007年4月)。
(8)《国家1∶50000数据库更新工程一全国铁路车站名称代码》(国家1∶50000数据库更新项目部,2007年4月)。
(9)《中华人民共和国行政区划代码》(截止2006年12月)。
(10)《广西1∶50000地形要素数据缩编更新专业技术设计书》(广西测绘局)。
(11)GB/T 18316—2008《数字测绘成果质量检查与验收》。
(12)CH/T 1017—2008《1∶50000基础测绘成果质量评定》。
2 质量检查过程
1∶50000地形要素数据缩编更新质量检查过程分为两个阶段。第一阶段是综合图形质检,在缩编处理完成后叠加打印出缩编前后的数据,进行套合对比检查。第二阶段是数据质检,成图成果在采用国家基础地理信息中心提供的检查软件及自主开发的检查软件进行检查的基础上,还需要使用人机交互的方法,在计算机中同时打开原始1∶10000数据及缩编后的1∶50000数据叠加检查,由人工判断正确与否,以提高检查效率,保证成果数据质量。这两个阶段都执行二级检查制度。
3 质量检查技术方法
缩编更新数据质量检查常用人工对照检查、程序自动检查、人机交互检查、回放图辅助检查等四种技术方法和手段,不同的检查方法具有各自的优势,而且通常需要组合使用。检查时需根据不同的要素或内容,选择合适的方法。
(1)人工对照检查。通过人工检查核对实物、数据表格或可视化图形,从而判断检查内容的正确性。该方法具有简便、易操作的特点。
(2)程序自动检查。通过设计模型算法和编制计算机程序,利用空间数据的图形与属性、图形与图形、属性与属性之间存在的一定逻辑关系和规律,检查和发现数据中存在的错误。该方法具有速度快、效率高等特点,缺点是计算机自动识别的正确性不够高。
(3)人机交互检查。数据中很多地方靠程序检查不能完全确定其正确与否,但程序检查能将有疑点的地方搜索出来,缩小范围或精确定位,再采用人机交互检查方法,由人工判断数据的正确性。该方法具有速度与正确性最佳比率的特点,质量检查中应大力推广。
(4)回放图辅助检查。缩编更新是从l∶10000比例尺到1∶50000比例尺进行操作的,单纯在机器上检查不易对要素的综合取舍程度在全测区范围内进行整体地控制,可采用输出回放图辅助进行图形综合和要素选取程度的检查。
在深入研究分析1∶50000数据库缩编更新生产技术规定、工艺流程、资料使用要求、数据质量要求、数据组织及成果归档要求等方面的基础上,针对影响数据质量的各项数据质量因子与指标,确定采用可操作的检查方法。
4 质量检查内容及要求
4.1 成果汇交的质量要求
汇交数据成果及各种资料的内容、组织结构、数据格式、存储介质等应严格按照《技术规定》的要求进行,确保正确无误。
4.2 数据源和资料的质量要求
(1)l∶10000DLG数据的内容、现势性、数据质量应满足缩编更新的要求。数据在组织与存储、坐标系统、数据格式、拓扑关系、属性内容等方面应符合规定的要求。
(2)1∶50000核心地形要素的数据组织、文件格式、属性内容等方面应符合规定的要求。
(3)使用的地形图或DRG数据必须为1∶50000更新项目部提供的最新版本的1∶50000地形图,其文件命名、数据组织、数据格式、图幅版本、坐标系统、几何精度等应符合规定的要求。
(4)正射影像数据的文件命名、数据组织、数据格式、坐标系统、几何精度、分辨率、现势性、影像质量、处理方式等应符合规定的要求。
(5)搜集的专业资料应具有权威性,必须搜集的资料应齐全,资料的内容应完整,处理和使用应合理、正确。
4.3 缩编更新成果的质量要求
(1)1∶50000地形要素数据缩编更新成果的数据分幅、坐标系统、数据格式、拓扑关系、属性表及结构等方面应符合《技术规定》及《数据规定》的要求。
(2)要素的选取、综合严格按照《技术规定》及《数据规定》的要求执行。
(3)成果数据的位置精度应达到《数据规定》的要求,不能有要素遗漏或多余、几何位移、节点错误、多边形错误、方向错误等。
(4)数据中各要素的属性内容应完整,属性项定义正确,属性值填写正确合理,要求填写的属性信息无遗漏。相同属性值要素之间的连通性、各层数据中要素名称、河流及湖泊水库等的代码、铁路和公路编码、境界编码应正确。
(5)缩编后数据之间的关系应协调合理,重点保证水系与等高线的关系,水系要素与河流编码数据的关系,水系与道路、居民地与道路的关系,居民地与地名库的关系,公路与铁路和GPS交通网数据及公路附属设施等的关系应合理。
(6)缩编更新数据应接边,包括图形和属性原则上都应接边。
(7)元数据的内容应完整、正确,数据格式、数据结构等应严格按照规定执行,无遗漏和错填。
5 单位成果质量评定
1∶50000地形要素数据缩编更新工程以“幅”划分单位成果,采用错误率、中误差等指标进行质量评定。
单位成果质量评分∶根据质量检查结果,按CH/T 1017—2008《1∶50000基础测绘成果质量评定》中表5的规定计算质量元素得分值,按公式(1)计算单位成果质量得分值。附件质量不参与公式(1)的计算。
S=min(Si) (i=1,2,…,n)(1)
式中,S——单位成果质量得分值;
min——最小值;
Si——第i个质量元素的得分值,取一位小数,不四舍五入;
n——质量元素的总数。
单位成果质量评定(见表1)。
6 结语
CH/T 1017—2008《1∶50000基础测绘成果质量评定》采用的评定标准比以前更科学、更人性化,其中的质量检查、错误认定与现行的内容没有变化。不同之处在于避用缺陷,用指标评定法代替扣分法,采用相对质量评定。在使用标准时需分门别类统计描述质量,质量评定必须使用软件,否则实施难度大,质检工作量增加。该标准的出台,目的是引导生产人员树立新的质量观念,借助系统化、丰富的质量细节信息尝试和探索现代测绘质量管理的技术和方法,努力将质检升级为质管,从本质上实现质量观念的转变。
摘要：本文结合1∶50000地形要素数据缩编更新工程质量检查工作实践,总结了质量检查的过程、技术方法、内容及要求,提出单位成果质量评定的计算方法。
关键词：地形要素,数据缩编,工程质量
参考文献
地形数据采集 篇9
地形的动态刷新需要两方面的技术:其一, 简洁的数据存储单元 (DMU) 的存储结构;其二, 有效的刷新方法。简洁的DMU存储结构可以大大减少地形数据搜索和定位的时间, 而有效的刷新方法则可以实现DMU与RAM中数据的无缝流动。
1 数字地图数据的存储结构
当飞机进行低空突防时, 需要实时从存储介质中检索需要的数字地图数据, 然后加载到内存中。在这个过程中, 需要检索当前飞机所在区域之前的区域以确定下一块数据流是什么。这一点必须绝对准确, 而且需要很快的反映速度, 也需要处理大量的目录入口。因此设计良好的存储结构是极其重要的。
机载数字地图可以存储在CF盘、电子盘、光盘等存储介质中, 无论存储介质是什么, 都可以用一个快速准确的目录结构对数据进行有效的管理。我们将文件系统的目录结构分为两级:根目录和子目录。其中根目录组织成一个能够直接访问的表, 每个表单元的入口包含了一个指向下一级目录的指针, 整个存储空间组织成一个有序的结构体。其中, 地形和地物都在任务规划时进行了页面的划分, 地形数据是以数据页的形式存储的。根据飞行器当前的位置, 可以快速地从中检索出需要的数据页。
2 地形数据动态刷新的“九宫格"算法
将装载地形数据的内存区域分为3×3个页面, 这大约需要180KB的内存空间, 如图1的形式排列。数据以米为单位。这9个页面从数据更新的角度看是分离的, 从数据利用的角度看又是整合的, 相邻页面中的地形数据是连续的。当然, 如果要使动态刷新的速度更快, 也可以减少页面的大小, 同时增加页面数, 但是那样会增加页面调度的复杂性, 同时降低系统的效率。
设定起始点 (x, y) 坐标为 (0, 0) , 以后在实飞时随着飞行器的飞行坐标不断变化, 需要根据GPS获得的经纬度信息不断计算当前的平面坐标, 实现从经纬度向平面坐标的转化。因此需要已知起始点的经纬度以及数据网格的间距。由 (1) 式可以确定飞行器当前所处数据页的位置:
式中, (x0-y0) 表示上述地形块的左下角位置坐标, (x-y) 表示当前飞行器的位置, d为网格间距。
如表1所示, 数据刷新的目的是希望飞行器当前的位置一直位于“九宫格"的中心, 即4#数据页的位置。因此, 当检测到飞行器当前位置不处于4#页面时, 就需要删除和调入数据。
假设飞行器初始位置位于O, 则飞行器可能的移动趋势有八种, 分别为O→A, O→B, O→C, O→D, O→E, O→F, O→G, O→H, 表一详细列出了各种可能的情况下地形数据页面的移动情况 (移动和调入) : (表中[I]←[J]表示将编号为J的地形块移动到编号为I的地形块处。[#↗]、[#→]、[#↘]、[#]、[#↙]、[#←]、[#↖]、[#↑]分别表示从DMU中加载当前飞行器所处地形数据块的右上、右边、右下、正下、左下、左边、左上、正上的地形数据块。)
3 从九宫格中提取数据
以上存储在九宫格中的数据仍然是很大一片地形的数据, 在低空突防中某些基于地形数据的算法中, 并不需要使用如此多的数据, 需要进一步从“九宫格”中提取飞行其当前位置周围的数据, 此操作仅涉及数据的旋转变换。该过程根据不同飞行状况以约20hz的频率进行刷新。即以飞行器当前位置为中心, 以飞行速度在地面的投影为x轴, 截取一矩形区域的地形数据, 并将其放置在另外开辟的一块内存区域中。如图2所示。
这种旋转变换页仅仅是局部坐标系与全局坐标系的转化问题。
图3中, O'点是局部坐标系的坐标原点, 其在全局坐标系中的坐标设为O' (x0, y0) , B点在全局坐标系下下的坐标为B (xB, yB) , 则O'、B两点确定了局部坐标系的方位。A点在局部坐标系下的坐标为, 则A点在全局坐标系下的坐标可表示为:
按这种方式提取的数据与飞行方向一致, 这样有利于简化其他基于地形数据的算法, 也有利于机载显示。
4 结论
本文提出了低空突防系统中地形数据的一种存储机构, 以及基于此结构的地形数据动态刷新的九宫格算法。这种算法比较简单, 便于实现, 而且经仿真验证, 使用这种算法可以有效的管理地形数据并且提高某些基于地形数据的算法的效率, 进而提高系统的实时性, 降低系统对硬件的要求。
摘要：在低空突防系统的工程化实现中, 为了保证实时性, 满足跨越大范围区域飞行任务的要求, 必须考虑地形数据的动态刷新问题。本文提出了一种高效的数字地图存储结构和地形数据动态刷新的“九宫格”算法, 并且研究了“九宫格”算法在内存中的实现和“九宫格”中数据的利用问题。
关键词：低空突防,地形数据,动态刷新
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数字化地形图数据入库的质量控制 篇10
1 数字化地形图的特点
数字化地形图数据采集的手段多样,可为人工手扶数字化、扫描矢量化、航空遥感影像的数字化或野外数字化实测,在这些应用中,十分注重数据采集的精度,图形元素的分类、颜色、线型的设置以及最后绘图的成图质量。其特点表现为:
(1)地物点、地貌点的空间位置表示精确;
(2)成图计算机作业,色彩丰富,功能齐全,使地形图极具可视性,符号统一,线划均匀;
(3)成果便于保存、查阅和今后更新,可对数据进行深层次开发和利用,特别是可以方便快速地为城市建设提供各种用途的专题图;
(4)数据检查修改具有隐蔽性。
2 数字化地形图入库前的质量检查
由于数据采集的过程不规范或成图过程中的误操作,以及GIS数据的特殊要求,测量成果往往存在很多数据质量问题,如房屋没有封闭、线不连续、实体没有属性或者属性错误等等,因此在入库前必须进行严格的质量检查。
2.1 图形实体检查
检查的内容主要有地物编码是否正确,实体属性是否完整,地物是否放错图层,符号、线型、线宽是否规范,线字相交检查,是否存在伪接点、悬接点,高程注记检查,建筑物注记检查,面状地物封闭检查,重复实体检查,复合线重复点检查等。
2.2 属性数据检查
主要检查房屋楼层、结构等数据是否录入,高程点属性值与高程注记是否匹配,等高线高程注记是否正确。
2.3 复合线减肥检查
凡是用复合线绘制的实体,主要是等高线,如果复合线结点过密,必然造成数据臃肿,数据量加大,有必要对密集结点的复合线进行滤波处理。
3 数字化地形图入库流程
根据不同成图方法的基础资料,采用不同的作业方法。对于数字化测图的成果资料,已有一套DWG格式数据,需整理加工出一套Mapinfo数据即可。具体方法是:利用CASS7.1软件,对数据进行编辑和检查错漏,然后输出Mapinfo6.0。
作业流程如图1所示。
对于平板仪测图的成果资料,先采用扫描矢量化方法获取数据,再进行数据加工处理。具体方法是:测绘原图经扫描后,利用Geoway3.0软件进行数字化采集,检查修改后输出Mapinfo数据一套。经二级检查后输出AutoCAD Map2000数据一套。作业流程如图2所示。
4 入库数据的质量检查
数字化测图的最终目的是将地形图转入GIS系统的数据库,入库的数据必须根据GIS系统的要求进行检查,要确保数据的质量。数据质量主要包括:位置精度、属性精度、逻辑一致性、完整性、现势性。
4.1 地理精度检查
地理精度检查主要包括:各种地图要素的正确性,各种地理要素的表示是否协调一致,注记和符号的表示是否符合图式要求,综合取舍是否恰当,图面是否清晰、美观,图廓整饰是否正确、完整等。其主要通过内业图面检查和外业巡视对照检查完成。
4.2 位置精度检查
位置精度即坐标精度,在一定的坐标系统下,以坐标方式反映各种要素关系与地面实际情况相吻合的程度,包括位置描述的数学基础,图廓点、格网点、控制点的精度以及平面位置精度,高程精度和图幅边界的接边精度等。
(1)数学基础主要检查所用坐标系统的正确性、图廓线坐标及控制点的正确性检验等。
(2)平面精度和高程精度检查通过重复设站,测定各地物点的坐标和高程,与图上相同的地物点进行比较,确定地物点的平面位置及高程误差。
(3)整饰质量检查。整饰质量检查包括:各种符号注记是否符合图式规范要求;线划是否光滑、清晰,线形是否符合规定;名称、性质、高程等注记是否正确,位置是否合理,字体、字号及方向是否符合规定,是否压盖地物及点状符号;各种地理要素关系是否正确,是否有压盖、重叠等现象。
4.3 属性精度检查
属性精度主要反映属性数据的正确性,它涉及分类、代码、属性值以及注记名称的正确性。属性精度主要检查点、线、面的属性代码及属性值的正确性、惟一性,注记的正确性,数据分层的正确性。要逐层检查是否有多余的属性,逐层检查各属性表中的属性项项名、类型、长度、顺序等是否正确,有无遗漏或多项;检查各要素分层、代码、属性值是否正确或遗漏。
4.4 逻辑一致性的检查
逻辑一致性指数据定义统一性与描述数据集之间固有的逻辑关系正确性。逻辑一致性检查包括:属性一致性、格式一致性、分层一致性、拓扑关系的正确性和多边形闭合等。要检查各层是否有重复的要素,检查有向符号、有向线状要素的方向是否正确;检查多边形的闭合情况,标识码是否正确;检查各要素的关系是否合理,有无地理适应性矛盾,是否能正确反映各要素的分布特点和密度特征。
4.5 完整性的检查
完整性是指符合选取标准的数据是否全部选取,即该表示的是否都完整表示。完整性检查包括:数据分层的完整性、数据层内部文件的完整性、要素的完整性、属性的完整性等。
4.6 现势性的检查
现势性是指数据库中数据与当前实际情况的符合程度。
4.7 附件质量检查
包括控制资料、底图、检查资料、文档资料及其他附属资料的正确性、完整性检查。
5 数据格式转换
5.1 定制CASS7.0的图元索引文件INDEX.INT
所谓图元就是图形的最小单位,一个复杂的符号可以含有多个图元,图元索引文件记录了每个图元的信息,该文件格式如下:
CASS7.0编码,主参数,附参数,图元说明,用户编码,GIS表名。
修改“用户编码”、“GIS表名”两项,把它对应到MapInfo数据相应的内容,就可以用软件“输出到MapInfo Mif/Mid”的功能,实现数据转出。
5.2 在SurpMap软件中修改和编辑数据
在SurpMap软件中读入Mif/Mid数据,并挂接SurpMap符号库,检查图形属性数据是否完整和遗漏。如发现问题,利用相关的工具进行修改,修改好后,打印出图,套合原始CAD图纸做比较,如有问题再次修改,直到与原始数据套合准确无误。
6 结语
地理信息系统以其形象直观、操作灵活、功能强大等特点,在许多领域得到广泛应用。它将几何数据与属性数据完美地结合起来,将传统的数据库带入可视化空间,为用户提供了清晰而形象的图形界面。而数字化地形图是GIS的基础数据库,为了使GIS在我国经济建设中更有效地发挥作用,必须使数字化地形图适应GIS的发展。
摘要：本文从数字化地形图测绘的特点着手,简要介绍了数字化地形图入库前后的质量控制、入库流程及数据转换,对GIS数据的采集、处理具有指导意义。
关键词：数字化地形图,地理信息系统,质量控制
参考文献
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