航空攝影測量大比例尺地形圖如何進(jìn)行拼接？

近期，一條“三峽大壩發(fā)生變形可能潰壩”傳言消息被訛傳，衛(wèi)星遙感專家解釋給人們吃了一顆定心丸：

一位衛(wèi)星遙感專家向澎湃新聞分析，從谷歌地圖上看到的衛(wèi)星圖片，是通過拍攝的多張圖片，結(jié)合地理坐標(biāo)等信息，經(jīng)過拼接修正后生成的。國外公司通常不掌握中國的重要地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)，因此修正后的圖片就會不準(zhǔn)確，視覺效果上可能發(fā)生變形。他說“大壩出現(xiàn)一條裂縫都是重大隱患，如果出現(xiàn)這么大變形那還得了？”

也有人稱只把這條傳言“娛樂新聞看了”，其實我們都當(dāng)娛樂新聞看了。

今日我們就借話題中的地圖拼接來說說，在航空攝影測量領(lǐng)域基于DLG的地圖拼接的關(guān)鍵技術(shù)。

社會信息科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，給我們的生活帶來很多的便利，然而地理信息的保存介質(zhì)會發(fā)生很大的轉(zhuǎn)變，作為計算機(jī)可以辨別存儲介質(zhì)上的有序集合，依然繼續(xù)沿用原始的分幅方式。 如此，數(shù)字地形圖當(dāng)然也無法避免的出現(xiàn)一些弊端：

（1）與無分割的現(xiàn)實地理空間實體不一致存在差別，導(dǎo)致不能適應(yīng)地理消息訊息的完整性需要。

（2）不便于數(shù)據(jù)庫的分布式管理

（3）地形圖的疊幅使得信息反復(fù)獲得與保存，從而導(dǎo)致裂縫和數(shù)據(jù)冗余，致使資源空間在利用上浪費。

其中在大比例尺地形圖采集數(shù)據(jù)過程中也存在誤差，這也就使得地形圖的繪制不可避免地產(chǎn)生誤差，為了使得地形圖能滿足實際應(yīng)用，就必須對其進(jìn)行矯正，拼接。

地形圖拼接前數(shù)據(jù)的提取

確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量是進(jìn)行地形圖圖幅拼接前的首步工作。數(shù)據(jù)是地形圖幅拼接工作的基礎(chǔ)，拼接的精度和準(zhǔn)確性還有效果的好壞都取決于數(shù)據(jù)質(zhì)量的高低。

一般相鄰的待拼接的地形圖都要滿足一些要求，那么拼接時數(shù)據(jù)需要滿足以下條件：

1、待拼接的相鄰圖幅必須具有相同地圖比例尺，這里我們所拼接的兩幅1:500的大比例尺地形圖符合要求。

2、控制點，碎步點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)精度必須要滿足一定的要求。其中包含相鄰圖幅的同名要素距離相差不易太遠(yuǎn)，還有就是一些線要素不得超過規(guī)定限差。例如必須要滿足等高線的特點要求等高線不能相交，打結(jié)或者重疊，等高線在應(yīng)連續(xù)的地方不能斷開等。

3、要保證這些要素的準(zhǔn)確和完善這也是為了保證地形圖拼接的正確性。

4、地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的統(tǒng)一（高程基準(zhǔn)，坐標(biāo)系統(tǒng)，地圖投影，坐標(biāo)和高程控制點）檢查計劃的輪廓點可以驗證是否統(tǒng)一。

5、要保證兩幅圖可以進(jìn)行拼接有相同比例尺是基礎(chǔ)，所以不同比例尺的地形圖無法拼接。倘若我們使用的是獨立坐標(biāo)系大比例尺地形圖不存在此問題。

拼接圖形的質(zhì)量在沒有精度較高的數(shù)據(jù)下是很難保證的；拼接時我們要進(jìn)行屬性匹配，匹配時搜索同名要素的依據(jù)是屬性的數(shù)據(jù)，要盡量保證屬性的正確性，因為如果屬性數(shù)據(jù)有嚴(yán)重錯誤，也會造成要素連接后的嚴(yán)重的拼接錯誤；因而有相同的高程坐標(biāo)系和相同的平面坐標(biāo)系是進(jìn)行正確拼接的重要前提，圖幅和圖幅要有相同的屬性數(shù)據(jù)。

單幅地形圖的正確也就在很大程度上影響著拼接的精度和準(zhǔn)確性。待拼接的兩幅地形圖上存在很多等高線的端點因為數(shù)據(jù)采集誤差而超出了圖幅邊線的情況，這是常見的圖幅拼接的問題，這種情況是不能進(jìn)行拼接的，要裁剪超出圖幅的線要素，這樣才能達(dá)到拼接要求。

線要素相對與圖幅邊界位置有以下4種情況：

1、線要素全部都在圖幅以外；

2、線要素首、末都有結(jié)點在圖幅以外；

3、線要素首或末存在一部分位于圖幅以外；

4、線要素中央有個別線段位于圖幅外部，但首、末點都在。

拼接地圖

先用CASS7.0處理dwg格式的文件將不參加接邊的點以及圖框刪去，只留下需要處理的等高線，然后將兩幅圖在Arc GIS中展開，再將dwg格式的矢量地圖轉(zhuǎn)換成為編輯系統(tǒng)需要的格式，然后對shape文件進(jìn)行編輯。在接邊中主要使用連接，平滑，延伸，剪切等命令實現(xiàn)等高線的處理。（待拼接地圖示例）

拼接處理

分幅圖幅的某些要素在連接處可能存在斷裂，在拼接前還需將折點或線要素的端點位移到相鄰接邊參照圖層中的相應(yīng)位置（也可用于鄰接圖幅進(jìn)行校正即包含精度較低的要素的圖幅參照）。

因此邊界匹配工具修改了圖形，需將一個圖層選擇開始編輯。邊界匹配工具屬于空間校正的一種局部校正，使用空間校正工具條選項設(shè)置邊界匹配操作屬性。如果斷裂的地物在相鄰兩幅圖有某相同的屬性值，就能夠 Check“Use Attribute”，并選擇相應(yīng)字段進(jìn)行自動鏈接。鏈接的顯示符號設(shè)置斷裂處平滑過渡。

針對地理信息系統(tǒng)地圖數(shù)字化過程當(dāng)中經(jīng)常見的多圖幅數(shù)字地圖邏輯拼接和數(shù)字化后易出現(xiàn)的空間邏輯錯誤毛病，建議一種基于ArcGIS 的數(shù)字地圖拼接方法，實現(xiàn)了真正意義上的多圖幅數(shù)字地圖邏輯拼接，達(dá)到了良好的效果。

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