激光點(diǎn)云，通常被業(yè)內人直接稱(chēng)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，得到的是一系列表達目標空間分布和目標表面特性的海量點(diǎn)的集合，這個(gè)點(diǎn)集合就稱(chēng)之為“點(diǎn)云”(PointCloud)。

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

數字線(xiàn)劃地圖相對于傳統的紙質(zhì)地圖生產(chǎn)效率更高、質(zhì)量更好，通過(guò)對DLG數據的更新，可為政府決策、社會(huì )提供更好的服務(wù)。接著(zhù)我們就來(lái)看看利用分類(lèi)后合格的激光點(diǎn)云更新 DLG 數據。

一、數字線(xiàn)劃地圖(DLG)數據制作的總體要求

使用點(diǎn)云分類(lèi)成果中的地面點(diǎn)和特征線(xiàn)生成等高線(xiàn)，參數可根據不同區域地貌的特點(diǎn)設定?？傮w要求如下:

1)等高線(xiàn)在生成時(shí)不應該出現各種系統性偏移;

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

3)等高線(xiàn)的修改范圍一般不應超過(guò)1/6等高距;

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

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

6)面積小于1600m2的等高線(xiàn)酌情處理，但關(guān)鍵位置的等高線(xiàn)要保留;等高線(xiàn)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，取舍指標按地貌特征適當調整。

二、等高線(xiàn)制作

1、數據預處理和參數設置

水稻田一般不應有等高線(xiàn)，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(xiàn)。根據相應生產(chǎn)軟件設置等高線(xiàn)生成的濾波參數并依據相應地面特征設置平滑參數。

2、等高線(xiàn)制作過(guò)程

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

3、等高線(xiàn)編輯

由于機載激光雷達點(diǎn)云數據精度較高，以此生成的等高線(xiàn)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(xiàn)的抖動(dòng)和氣泡，依據地貌特征將等高線(xiàn)進(jìn)行合理的編輯與優(yōu)化。等高線(xiàn)應該真實(shí)地表示出各類(lèi)地形的地貌特征;等高線(xiàn)應連續，不得自相交、打結，不得有明顯變形和打折;等高線(xiàn)必須賦高程值和代碼。

等高線(xiàn)編輯的基本要求：

1)等高線(xiàn)在生成時(shí)不應該出現各種系統性偏移;

2)生成的等高線(xiàn)應進(jìn)行平滑處理;

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

4)數據編輯時(shí)，等高線(xiàn)應保持連續不間斷，尤其是堤、亂掘地等人工地物;

5)等高線(xiàn)應該真實(shí)地表示出各類(lèi)地形的地貌特征，尤其是坎、陡坡、陡崖等內容;

6)破碎地貌進(jìn)行合理取舍;

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

8)處理微小等高線(xiàn)，合理取舍;

9)等高線(xiàn)賦值要連續，不能丟失等高線(xiàn);

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

4、等高線(xiàn)圓滑與抽稀

1)初始生成的等高線(xiàn)要進(jìn)行取舍和圓滑編輯工作，通過(guò)采用高斯多項式函數生成平滑曲線(xiàn)，也可以采用多項式的階貝塞爾曲線(xiàn)(Bezier)或樣條曲線(xiàn)(Spline)，但是提交數據時(shí)必須重采樣成標準的PolyLine，也就是將貝塞爾、圓弧和橢圓弧等曲線(xiàn)轉換為標準線(xiàn)段，以保證數據入庫不丟失或變形。等高線(xiàn)要考慮整幅圖的特點(diǎn)適當圓滑，采用整體圓滑和局部圓滑相結合的方式實(shí)現圓滑既到位又不失真。

2) 等高線(xiàn)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(xiàn)變形較小情況下完成點(diǎn)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(wú)關(guān)緊要的多余節點(diǎn)，在抽稀過(guò)程中也要考慮到整體抽稀和局部抽稀相結合。

5、等高線(xiàn)接邊

等高線(xiàn)數據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(xiàn)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(xiàn)，以精度高的圖幅為準順勢處理。

3)跨帶接邊

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

三、高程點(diǎn)提取

1、高程注記點(diǎn)提取總體要求

1)應選在明顯地物點(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)，區域的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)都應被體現。

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(xiàn)不能存在點(diǎn)線(xiàn)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

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

2)高程值提取方法

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

3)高山地

山頂的閉合等高線(xiàn)中要有高程注記點(diǎn)，著(zhù)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)處都應有高程注記點(diǎn)。

4)復雜、破碎地貌

以能夠反映地貌特點(diǎn)為原則，負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)候采集負向地貌的高程注記點(diǎn)。

四、數字線(xiàn)劃地圖(DLG)更新數據質(zhì)量控制

1、檢查方法

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

2、等高線(xiàn)質(zhì)量檢查內容

1)數據內容完整，數據分幅、坐標系統、數據格式等均正確;

2)等高線(xiàn)不能出現系統偏差;

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

4)等高線(xiàn)的編輯與取舍合理;

5)等高線(xiàn)連續表示，不存在高曲、水曲矛盾，不存在相交、偽節;

6)等高線(xiàn)數據高程精度應滿(mǎn)足要求。

3、高程注記點(diǎn)質(zhì)量檢查內容

1)數據內容完整，數據分幅、坐標系統、數據格式等均正確;

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，數字線(xiàn)劃地圖(DLG)在土地使用規劃與控制、城市建設管理、道路交通建設與管理等領(lǐng)域得到應用，數字線(xiàn)劃地圖對各領(lǐng)域工程的順利開(kāi)展起到十分重要的作用。

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