激光點(diǎn)云，通常被業(yè)內(nèi)人直接稱為點(diǎn)云，它是利用激光在同一空間參考系下獲取物體表面每個(gè)采樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)，得到的是一系列表達(dá)目標(biāo)空間分布和目標(biāo)表面特性的海量點(diǎn)的集合，這個(gè)點(diǎn)集合就稱之為“點(diǎn)云”(PointCloud)。

在數(shù)字化測(cè)圖中，最常見(jiàn)的測(cè)繪產(chǎn)品就是數(shù)字線劃圖，外業(yè)測(cè)繪最終成果一般就是DLG。數(shù)字線劃地圖(DLG)是與現(xiàn)有線劃基本一致的各地圖要素的矢量數(shù)據(jù)集，且保存各要素間的空間關(guān)系和相關(guān)的屬性信息。數(shù)字線劃圖能全面地描述地表現(xiàn)象，色彩豐富，能滿足各種空間分析要求，可隨機(jī)地進(jìn)行數(shù)據(jù)選取和顯示，與其他信息疊加，可進(jìn)行空間分析、決策。

數(shù)字線劃地圖相對(duì)于傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖生產(chǎn)效率更高、質(zhì)量更好，通過(guò)對(duì)DLG數(shù)據(jù)的更新，可為政府決策、社會(huì)提供更好的服務(wù)。接著我們就來(lái)看看利用分類后合格的激光點(diǎn)云更新 DLG 數(shù)據(jù)。

一、數(shù)字線劃地圖(DLG)數(shù)據(jù)制作的總體要求

使用點(diǎn)云分類成果中的地面點(diǎn)和特征線生成等高線，參數(shù)可根據(jù)不同區(qū)域地貌的特點(diǎn)設(shè)定?？傮w要求如下:

1)等高線在生成時(shí)不應(yīng)該出現(xiàn)各種系統(tǒng)性偏移;

2)等高線要連續(xù)，不能有偽節(jié)點(diǎn)，坎、堤等人工要素上的等高線不進(jìn)行處理，下一工序編輯時(shí)進(jìn)行處理;

3)等高線的修改范圍一般不應(yīng)超過(guò)1/6等高距;

4)每個(gè)圖幅可能包含多種地貌類型，根據(jù)圖幅內(nèi)不同地貌類型，使用不同的平滑參數(shù)，確保等高線的表示合理，真實(shí)地反映地貌類型;

5)平滑要根據(jù)地形地貌特點(diǎn)進(jìn)行適度的調(diào)整，不能過(guò)度平滑，避免等高線失真，微地貌要保留;

6)面積小于1600m2的等高線酌情處理，但關(guān)鍵位置的等高線要保留;等高線取舍后，要保持原有地貌特征，例如破碎地貌不能處理成完整地貌的，取舍指標(biāo)按地貌特征適當(dāng)調(diào)整。

二、等高線制作

1、數(shù)據(jù)預(yù)處理和參數(shù)設(shè)置

水稻田一般不應(yīng)有等高線，因此在水稻田中可以進(jìn)行大幅濾波，去除水稻田中無(wú)意義的等高線。根據(jù)相應(yīng)生產(chǎn)軟件設(shè)置等高線生成的濾波參數(shù)并依據(jù)相應(yīng)地面特征設(shè)置平滑參數(shù)。

2、等高線制作過(guò)程

利用分類后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，使用其中的地面點(diǎn)層和特征點(diǎn)、線、面生成等高線。在初始等高線的基礎(chǔ)上去除噪音，平滑消除不必要的毛刺，對(duì)小的氣泡進(jìn)行合理取舍，從而得到等高線成果。等高線按照等高線的屬性與代碼進(jìn)行賦值。

3、等高線編輯

由于機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)精度較高，以此生成的等高線能較好地反映出地貌的微特征，同時(shí)也會(huì)伴隨產(chǎn)生等高線的抖動(dòng)和氣泡，依據(jù)地貌特征將等高線進(jìn)行合理的編輯與優(yōu)化。等高線應(yīng)該真實(shí)地表示出各類地形的地貌特征;等高線應(yīng)連續(xù)，不得自相交、打結(jié)，不得有明顯變形和打折;等高線必須賦高程值和代碼。

等高線編輯的基本要求：

1)等高線在生成時(shí)不應(yīng)該出現(xiàn)各種系統(tǒng)性偏移;

2)生成的等高線應(yīng)進(jìn)行平滑處理;

3)坎、堤等人工要素上的等高線不進(jìn)行處理，以便下一工序轉(zhuǎn)換成相應(yīng)要素時(shí)進(jìn)行比高和點(diǎn)位處理;

4)數(shù)據(jù)編輯時(shí)，等高線應(yīng)保持連續(xù)不間斷，尤其是堤、亂掘地等人工地物;

5)等高線應(yīng)該真實(shí)地表示出各類地形的地貌特征，尤其是坎、陡坡、陡崖等內(nèi)容;

6)破碎地貌進(jìn)行合理取舍;

7)對(duì)不合理的地貌可做適當(dāng)修改，地貌可在1/6等高距范圍內(nèi)修改，特殊情況可以放寬到1/3等高距;

8)處理微小等高線，合理取舍;

9)等高線賦值要連續(xù)，不能丟失等高線;

10)等高線要編碼，特別注意等高線的屬性填寫，TYPE字段中正向地貌填寫1，負(fù)向地貌填寫－1，其他填寫0。

4、等高線圓滑與抽稀

1)初始生成的等高線要進(jìn)行取舍和圓滑編輯工作，通過(guò)采用高斯多項(xiàng)式函數(shù)生成平滑曲線，也可以采用多項(xiàng)式的階貝塞爾曲線(Bezier)或樣條曲線(Spline)，但是提交數(shù)據(jù)時(shí)必須重采樣成標(biāo)準(zhǔn)的PolyLine，也就是將貝塞爾、圓弧和橢圓弧等曲線轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)線段，以保證數(shù)據(jù)入庫(kù)不丟失或變形。等高線要考慮整幅圖的特點(diǎn)適當(dāng)圓滑，采用整體圓滑和局部圓滑相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)圓滑既到位又不失真。

2) 等高線經(jīng)過(guò)圓滑處理后，會(huì)產(chǎn)生很多冗余點(diǎn)，保證等高線變形較小情況下完成點(diǎn)抽稀，通常采用形狀識(shí)別技術(shù)找出折彎并分析其特征，然后消除無(wú)關(guān)緊要的多余節(jié)點(diǎn)，在抽稀過(guò)程中也要考慮到整體抽稀和局部抽稀相結(jié)合。

5、等高線接邊

等高線數(shù)據(jù)接邊包含位置接邊與屬性接邊。

1)相同等高距接邊

①同屬性要素才能接邊，要檢查要素代碼與高程值的正確性;

②接邊后要素幾何形態(tài)要合理，等高線平滑自然，防止硬接;

③接邊差＜3m時(shí)可只移動(dòng)一方接邊;

④接邊差在3—6m時(shí)，兩邊向中間各移一半;

⑤接邊差＞6m時(shí)應(yīng)分析原因合理處理。

2)不同等高距接邊

不同等高距的圖幅接邊，只接同高程的等高線，以精度高的圖幅為準(zhǔn)順勢(shì)處理。

3)跨帶接邊

跨帶接邊，將鄰帶圖幅動(dòng)態(tài)投影進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)接邊。

三、高程點(diǎn)提取

1、高程注記點(diǎn)提取總體要求

1)應(yīng)選在明顯地物點(diǎn)和地形特征點(diǎn)上，每個(gè)公里格網(wǎng)分布9—13個(gè)高程注記點(diǎn)，優(yōu)先采在一、二級(jí)方位物處，然后采集到地形變換處，其余呈“品”字形均勻分布。采集時(shí)參考影像和DLG，注意在道路交叉口、地貌特征點(diǎn)處選取高程注記點(diǎn)。

2)高程注記點(diǎn)選取時(shí)，區(qū)域的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)都應(yīng)被體現(xiàn)。

3)高程注記點(diǎn)的高程值，必須同點(diǎn)云的高程值同值。

4)高程注記點(diǎn)和等高線不能存在點(diǎn)線矛盾，避免高曲矛盾。

2、高程注記點(diǎn)提取具體要求

1)高程注記點(diǎn)點(diǎn)位選取

將數(shù)字線劃地圖(DLG)和等高線套合，按照一、二類方位物和地形變化處優(yōu)先，其余呈“品”字形均勻分布，應(yīng)注意適當(dāng)選取部分水涯點(diǎn)作為高程注記點(diǎn)，地形變換處適當(dāng)采集高程注記點(diǎn)。

2)高程值提取方法

采用分類后的地面點(diǎn)及約束要素構(gòu)TIN，提取相應(yīng)位置高程注記點(diǎn)的高程值。

3)高山地

山頂?shù)拈]合等高線中要有高程注記點(diǎn)，著名的山峰，主要山頂、鞍部、隘口、盆地、洼地，以及各種重要地物點(diǎn)處都應(yīng)有高程注記點(diǎn)。

4)復(fù)雜、破碎地貌

以能夠反映地貌特點(diǎn)為原則，負(fù)向地貌多的地方采集正向地貌的高程注記點(diǎn)，正向地貌多的時(shí)候采集負(fù)向地貌的高程注記點(diǎn)。

四、數(shù)字線劃地圖(DLG)更新數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

1、檢查方法

以分類后的點(diǎn)云和約束要素構(gòu)TIN生成等高線為檢查依據(jù)，不以數(shù)字高程模型反生的等高線為依據(jù)。在檢查軟件中，疊加成果等高線，檢查套合差，不能出現(xiàn)系統(tǒng)偏差、綜合過(guò)大和局部變形。

2、等高線質(zhì)量檢查內(nèi)容

1)數(shù)據(jù)內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)分幅、坐標(biāo)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)格式等均正確;

2)等高線不能出現(xiàn)系統(tǒng)偏差;

3)等高線與點(diǎn)云地面點(diǎn)直接生成的等高線精度保持一致;

4)等高線的編輯與取舍合理;

5)等高線連續(xù)表示，不存在高曲、水曲矛盾，不存在相交、偽節(jié);

6)等高線數(shù)據(jù)高程精度應(yīng)滿足要求。

3、高程注記點(diǎn)質(zhì)量檢查內(nèi)容

1)數(shù)據(jù)內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)分幅、坐標(biāo)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)格式等均正確;

2)高程注記點(diǎn)點(diǎn)位選取到位，分布合理;

3)高程注記點(diǎn)賦值正確，無(wú)高曲矛盾。

綜上所述，數(shù)字線劃地圖(DLG)在土地使用規(guī)劃與控制、城市建設(shè)管理、道路交通建設(shè)與管理等領(lǐng)域得到應(yīng)用，數(shù)字線劃地圖對(duì)各領(lǐng)域工程的順利開(kāi)展起到十分重要的作用。

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