激光點云和數(shù)字線劃地圖(DLG)是如何聯(lián)結(jié)的？

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

在數(shù)字化測圖中，最常見的測繪產(chǎn)品就是數(shù)字線劃圖，外業(yè)測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，可隨機地進行數(shù)據(jù)選取和顯示，與其他信息疊加，可進行空間分析、決策。

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

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

1)等高線在生成時不應(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，坎、堤等人工要素上的等高線不進行處理，下一工序編輯時進行處理;

3)等高線的修改范圍一般不應(yīng)超過1/6等高距;

4)每個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，真實地反映地貌類型;

5)平滑要根據(jù)地形地貌特點進行適度的調(diào)整，不能過度平滑，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行大幅濾波，去除水稻田中無意義的等高線。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、等高線制作過程

利用分類后的點云數(shù)據(jù)，使用其中的地面點層和特征點、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，對小的氣泡進行合理取舍，從而得到等高線成果。等高線按照等高線的屬性與代碼進行賦值。

3、等高線編輯

由于機載激光雷達(dá)點云數(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，同時也會伴隨產(chǎn)生等高線的抖動和氣泡，依據(jù)地貌特征將等高線進行合理的編輯與優(yōu)化。等高線應(yīng)該真實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)進行平滑處理;

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

4)數(shù)據(jù)編輯時，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)破碎地貌進行合理取舍;

7)對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行取舍和圓滑編輯工作，通過采用高斯多項式函數(shù)生成平滑曲線，也可以采用多項式的階貝塞爾曲線(Bezier)或樣條曲線(Spline)，但是提交數(shù)據(jù)時必須重采樣成標(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)入庫不丟失或變形。等高線要考慮整幅圖的特點適當(dāng)圓滑，采用整體圓滑和局部圓滑相結(jié)合的方式實現(xiàn)圓滑既到位又不失真。

2) 等高線經(jīng)過圓滑處理后，會產(chǎn)生很多冗余點，保證等高線變形較小情況下完成點抽稀，通常采用形狀識別技術(shù)找出折彎并分析其特征，然后消除無關(guān)緊要的多余節(jié)點，在抽稀過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時可只移動一方接邊;

④接邊差在3—6m時，兩邊向中間各移一半;

⑤接邊差＞6m時應(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)順勢處理。

3)跨帶接邊

跨帶接邊，將鄰帶圖幅動態(tài)投影進行矢量數(shù)據(jù)接邊。

三、高程點提取

1、高程注記點提取總體要求

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

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

3)高程注記點的高程值，必須同點云的高程值同值。

4)高程注記點和等高線不能存在點線矛盾，避免高曲矛盾。

2、高程注記點提取具體要求

1)高程注記點點位選取

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)選取部分水涯點作為高程注記點，地形變換處適當(dāng)采集高程注記點。

2)高程值提取方法

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

3)高山地

山頂?shù)拈]合等高線中要有高程注記點，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處都應(yīng)有高程注記點。

4)復(fù)雜、破碎地貌

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

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)等高線與點云地面點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)高程注記點點位選取到位，分布合理;

3)高程注記點賦值正確，無高曲矛盾。

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)字線劃地圖對各領(lǐng)域工程的順利開展起到十分重要的作用。

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