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1、数 字 城 市 影 像 挂 图 编 制 技 术 和 方 法以 韶 山 市 正 射 影 像 挂 图 为 例唐 国 礼（ 湖 南 省 第 一 测 绘 院 ， 湖 南 衡 阳 421001）摘 要 ： 随 着 数 字 城 市 建 设 的 迅 速 发 展 ， 影 像 挂 图 编 制 也 越 来 越 普 遍 。 笔 者 以 编 制 韶 山 市 正 射 影 像 挂 图 为 例 ， 详 细 介 绍 了 影 像 挂 图 编 制 的 技 术 和 方 法 ， 为 同 行 提 供 一 些 参 考 和 帮 助 。关 键 词 ： DOM； 影 像 挂 图 ； 编 制地 理 信 息 数 据 是 数 字 城 市 中 的 数
2、 据 基 础 ， 其 中 DOM（ 正 射 影 像 图 ） 数 据 是 数 字 城 市 基 础 地 理 信 息 数 据 的 主 要 内 容 之 一 。 近 年 来 ， 由 于 数 字 城 市 建 设 的 迅 速 发 展 ， 各种影像图编制也越来越普遍。与普通地图相比，影像 图 具 有 丰 富 的 地 面 信 息 ， 内 容 层 次 分 明 ， 图 面 清 晰 易 读 ， 充分表现出影像与地图的双重优势。笔者利用数字湘潭 的 DOM 和 DLG（ 数 字 线 划 图 ） 数 据 编 制 了 韶 山 市 正 射 影像挂图。此图直观地反映地理信息，展现韶山市城区 及 周 边 状 况 ， 有 利 于
3、人 们 获 取 真 实 、 感 兴 趣 的 地 理 信 息 ， 方 便 旅 游 和 出 行 。1 主 要 内 容根据地图编制要求及影像图特点，影像挂图主要内 容包括数学要素、地理要素和辅助要素。其中数学要素 为 比 例 尺 及 地 图 定 向 ； 地 理 要 素 包 括 公 路 、 铁 路 、 河 流 、 地 名 、 符 号 、 影 像 等 ； 辅 助 要 素 包 括 图 名 、 图 廓 、 图 例 、 图 幅 整 饰 等 。2 编 制 技 术 和 方 法影像挂图是以航空和航天遥感影像为基础，经几何纠正，配合以线划和少量注记符号，将制图对象综合表 示在图面上的地图，是直接反映制图对象地理特征及
4、空 间分布的地图。影像挂图编制技术主要包括两个方面： 一是遥感影像制作；二是挂图编制。为了有效利用数据 资 源 ， 提 高 效 率 ， 应 先 确 定 挂 图 范 围 。2.1 影 像 挂 图 范 围 确 定 方 法首先确定影像中心区。一般应以城区为中心区向外 扩 散 ， 但 是 如 果 需 要 重 点 表 现 某 一 方 面 ， 如 旅 游 、 休 闲 、 交通等，就应该着重考虑所要表现的那一方面。如韶山 市正射影像挂图主要体现旅游，而韶山市的旅游景点大 都分布在市区西边，所以确定范围时，中心区设定不在 城 区 ， 而 是 在 毛 泽 东 故 居 和 城 区 之 间 。其 次 ， 确 定 影
5、 像 范 围 大 小 。 影 像 范 围 大 小 关 系 到 DOM 拼 接 图 幅 ， 以 及 DLG 数 据 处 理 工 作 量 ， 所 以 要 慎 重考虑。方法是：根据中心区大小，用矩形框圈定，矩 形 框 的 长 短 边 之 比 应 近 似 黄 金 分 割 。2.2 遥 感 影 像 制 作由于 DOM 影 像 是 1 2000 标 准 分 幅 的 ， 所 以 应 按 影 像 范 围 把 该 区 域 内 的 DOM 拼 接 成 一 幅 整 图 。 根 据 需 要对影像进行局部色彩调整，使整图色调均匀柔和、反差适中、纹理清晰、细节清楚、无拼接明显痕迹，图面 无 颜 色 模 糊 、 偏 色 、
6、 缺 色 、 无 变 形 、 拉 花 、 错 位 、 扭 曲 、 重 影 等 。 技 术 路 线 如 下 ：2.2.1DOM 检 查收 集 的 DOM 数 据 一 般 不 存 在 大 的 问 题 ， 但 为 了 保 障成果质量，应着重检查影像是否有异常，色彩是否偏 差 较 大 ， 坐 标 是 否 与 DLG 数 据 一 致 等 。2.2.2DOM 镶 嵌DOM 镶 嵌 主 要 是 把 多 幅 影 像 拼 接 成 整 幅 。 DOM 地 面 分 辨 率 为 0.2 米 ， 拼 接 成 整 幅 ， 由 于 数 据 量 特 别 大 ， 影 响 运 行 速 度 ， 因 此 在 不 妨 碍 影 像 判
7、读 和 信 息 获 取 的 情 况 下 ， 对 DOM 重 采 样 为 0.5 米 。 影 像 匀 光 软 件 GeoDodging 和 ARCGIS 软 件 配 合 使 用 ， 可 有 效 提 高 效 率 。 GeoDodging 软 件 镶 嵌 速 度 较 ARCGIS 快 ， 但 数 据 量 过 大 ， 则 不 能 拼 接 。 采 用 方 法 是 用 GeoDodging 拼 接 成 4 幅 ， 再 用 ARCGIS 把 4 幅 拼 接 成 整 幅 。2.2.3 色 彩 调 整对拼接后的影像色彩进行局部调整。主要包括匀光 匀色、去薄云以及影像增强处理。匀光匀色就是处理影 像的亮度和色彩，
8、使影像达到反差均匀、色彩均衡的效 果。彩色影像的调整很少需色阶调整，只要色彩输出量 化值选定，对红、绿、蓝三色曲线进行调整，即可得到 比较接近自然的影像。经过比较实验，当红、绿、蓝三 色中间值为 150 时，影像色彩还原清晰逼真。调色时选 区不宜太小，不宜选择地物过于集中处，基本上先对中 心投影区较亮的部分作为选区，调整后，进行反选再调 整周边较暗区。色彩调整多少会带来影像信息损失。色 彩、亮度变化越大，信息损失也越大。影像调整时切勿 调整过大或反复调整，尽量减少影像细部信息的损失。 去 薄 云 是 处 理 DOM 局 部 小 范 围 内 的 薄 云 遮 盖 。 主 要 方法 是 利 用 同
9、态 滤 波 以 及 修 改 光 照 度 、 反 射 率 和 截 取 频 率 ， 达到去云效果，使影像清晰。影像增强就是采用滤波和 直方图拉伸方法对影像进行处理，使影像直方图尽量呈 正 态 分 布 ， 纹 理 清 晰 ， 无 显 著 噪 声 。2.2.4 局 部 修 正局部修正就是对局部影像出现重影、变形、拉花、 错位、扭曲等的处理。重影一般出现在图幅拼接处。制 作 DOM 旁 向 拼 接 处 理 时 ， 由 于 上 下 航 线 投 影 变 化 大 ， 不进行人工干预，经常会在接边处产生重影、模糊。对 于 城 区 高 大 建 筑 ， 由 于 没 有 DEM 的 改 正 ， 投 影 差 无 法 消
10、除，因此，在接边处也会产生重影。处理方法是： 选择较小的羽化值 10 30 象素为拼接过渡。拼接线 取近似直线的平滑曲线效果最好，避免取小角度折线。对无法消除的拼接缺损应用单模型正射影像修补。而 对于变形、拉花等则用 Photoshop 图像软件进行局部调 整 处 理 。2.2.5 影 像 变 换根 据 DLG 数 据 要 求 对 影 像 进 行 投 影 变 换 ， 使 之 与 DLG 数 据 坐 标 一 致 。2.2.6 影 像 裁 切根 据 影 像 范 围 裁 切 影 像 ， 作 为 挂 图 的 基 础 底 图 。2.3 挂 图 编 制挂图编制主要内容包括数据资料分析、版式版面设 计、地理
11、要素处理、正射影像处理、地名地址处理及地 图 综 合 处 理 等 。 流 程 如 下 ：第 一 步 ， 数 据 资 料 分 析 。 数 据 资 料 包 括 ： 1 500DLG、 1 2000DLG 数 据 库 、 地 名 地 址 数 据 库 、 1 2000DOM 数据库。由于软件操作平台是 MAPGIS K9，所以需要把 DLG、 DOM 和 地 名 地 址 数 据 转 换 成 Mapgis 的 文 件 格 式 。 DLG 数 据 库 坐 标 系 统 为 1980 西 安 坐 标 系 ， 所 以 把 地 名 地 址 数 据 和 DOM 数 据 统 一 变 换 为 1980 西 安 坐 标
12、系 。第二步，版式版面设计。地图版式版面的设计内容 为图名、图框、图例、比例尺和主图区及图面配置等。 设 计 原 则 和 方 法 是 ： 确 定 地 图 性 质 、 特 点 与 制 图 范 围 。确定地图内容并制订地图图例。根据地图用途、地图 内容及分类、分级系统，设计相应符号系统、逻辑地排 列组成地图图例表。确定地图数学基础。研究制图 区域地理特征，制图对象的分布规律，制定地图概括的 原则、方法与指标等。图面配置既要充分地利用地图 幅面，又要使图面配置在科学性、艺术性和清晰性方面 相互协调。影像作为地图的基础，图面内容尽量以影 像 信 息 为 主 ， 其 他 要 素 为 辅 。设计工作可先进
13、行样图试验，以便检查各项规定是 否 可 行 ， 能 否 达 到 预 期 效 果 。 样 图 检 验 最 好 采 用 几 个 方 案 ， 以 便 对 比 分 析 选 出 最 佳 方 案 。 版 面 大 小 要 考 虑 纸 张 尺 寸 ， 长 宽 边 一 般 宜 为 1.8 米和 1.2 米 左 右 ， 具 体 情 况 可 视 要 求 而定。为了保证挂图印制效果和人们读图方便，比例尺 设 计 不 应 大 于 1/15000， 尽 量 控 制 在 1/10000 内 。版式版面设计后，用图框边线裁剪地理要素、影像 和 地 名 地 址 数 据 ， 方 便 后 面 工 序 操 作 。第 三 步 ， 地
14、理 要 素 处 理 。 地 理 要 素 主 要 是 DLG 数 据 ， 包 括 铁 路 、 公 路 、 水 系 、 境 界 、 注 记 等 。 数 据 提 取 原 则 ：舍小留大，取长去短。舍去一些小路、沟渠，留下长 度 较 长 、 宽 10 米 以 上 的 道 路 以 及 大 的 河 流 和 干 渠 。 综 合取舍，根据影像显现的形状，对一些道路边线综合， 把弯曲较多，影响图面效果的河流和道路边线化简，对 一些细微部分的线条直线化处理。具体处理方法为：铁路以单线表示，符号化成黑白相间的线型，复线铁路 用双线，站台处多条铁路可用多线表示。公路，包括 等级公路和城区街道。路面用颜色填充，边线用灰
15、色实 线 表 示 ， 在 道 路 转 弯 处 ， 参 照 影 像 用 弧 线 重 新 采 集 处 理 。由于影像上显示的水系颜色一般较暗，且各个图幅之 间的水系颜色有差别，不协调，所以需要对水系进行构 面填色。对河流，以及较宽的沟渠、较大的水库、鱼塘 重 新 构 面 ， 以 浅 蓝 色 填 充 。 边 线 可 从 DLG 中 提 取 ， 也 可 根 据 影 像 采 集 ， 以 深 蓝 色 表 示 。 境 界 保 留 乡 镇 级 以 上 ， 对照影像修正，折点多的地方需要删除多余点，处理原 则是在尽量保持境界线走向的情况下，去繁就简。注 记主要是行政区注记，包括乡镇注记、相邻县市区注记 和驻地名
16、称，注记颜色应鲜艳、突出，字体不同于一般 地 名 。第四步，地名地址处理。影像图上最能反映人们需 要的，人们最感兴趣的地理要素，莫过于地名地址了。 地 名 地 址 数 据 主 要 包 括 ： 行 政 机 关 、 团 体 、 企 事 业 单 位 、 有纪念或指示意义的名称、道路名、河流名、铁路名、 自 然 地 名 以 及 驻 地 名 称 等 。（ 1） 地 名 选 取 要 求行政机关、团体名称，包括市委、市政府、各局 委 办 等 。 视 图 面 载 负 量 ， 行 政 机 关 名 称 一 般 都 要 求 保 留 ， 团 体 组 织 名 称 可 取 舍 。企事业单位，包括学校、医院、工矿企业等。学 校和医院一般都要求保留，如果图面载负量较大，则可 以舍去小学或一般诊所名称。工矿企业城区范围选取较 大的单位名称，城区周边因为单位名称很少，一般应予 以 保 留
