本發(fā)明涉及地圖制圖技術，特別是涉及一種基于公共數(shù)據(jù)的遙感影像地形圖制圖法。

背景技術：

鐵路、公路、管線等線狀工程制圖大多數(shù)采用帶狀圖，以往這種帶狀地圖主要采用國家測繪部門提供的標準分幅地圖進行掃描、拼接或者直接采用標準分幅的電子圖紙進行拼接。而2012年以來的國家保密新規(guī)定，禁止對國家標準大中比例尺地圖進行掃描和打印，因此工程用圖受到很大影響。此外，由于從國家相關部分申請、購買地形圖手續(xù)繁瑣，采購周期一般以月計，這很難快速適應，國內、國際競爭日趨激烈的鐵路基礎設施建設浪潮。

在網絡技術逐漸成熟，全球衛(wèi)星定位技術不再被少數(shù)國家壟斷，特別是大數(shù)據(jù)時代的到來，遙感影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、基礎地理信息數(shù)據(jù)(制圖原始數(shù)據(jù)三要素)的獲取不再過分依賴傳統(tǒng)途徑。如果數(shù)量巨大的公共數(shù)據(jù)沒有得到合理利用，那將是更大程度上的浪費。因此，研究一種基于公共數(shù)據(jù)的遙感影像地形圖制圖法，是破解新保密形勢下的數(shù)據(jù)困局最好的辦法。

技術實現(xiàn)要素：

針對新的保密形勢，以及傳統(tǒng)制圖方法中存在的問題，本發(fā)明提出一種基于公共數(shù)據(jù)的遙感影像地形圖制圖法，其目的在于，合理使用公共遙感影像數(shù)據(jù)、公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、公共基礎地理信息數(shù)據(jù)，通過適當?shù)臄?shù)據(jù)預處理，進行數(shù)據(jù)間的無縫套合。遙感影像帶狀地圖具有國際通用坐標系，在不違反保密規(guī)定的同時，為勘察設計行業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

本發(fā)明涉及的一種基于公共數(shù)據(jù)的遙感影像地形圖制圖法，技術步驟包括：公共遙感影像瓦片數(shù)據(jù)的獲取(S1),公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)的獲取(S2),公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的獲取(S3),公共遙感影像瓦片數(shù)據(jù)預處理(S4),公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)預處理(S5),公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的預處理及符號化(S6),高程點及等高線的生成及符號化(S7),遙感影像地形圖的制圖綜合(S8)。

S1、公共遙感影像瓦片數(shù)據(jù)的獲取

獲取時相兩年以內，云霧覆蓋少于10％的遙感影像瓦片數(shù)據(jù)。采用的高分辨率瓦片數(shù)據(jù)為DigitalGlobe系列數(shù)據(jù)：WorldView-2亞米級衛(wèi)星數(shù)據(jù)。常用的高分辨率瓦片數(shù)據(jù)是通過商業(yè)軟件在GoogleEarth、GoogleMap、BingMap、天地圖、百度地圖等公共平臺上下載。

S2、公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)的獲取

從公共網絡平臺獲取SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)數(shù)據(jù)，高程點原始采樣間隔為3孤秒；GDEM(先進星載熱發(fā)射和反射輻射儀全球數(shù)字高程模型)數(shù)據(jù)，高程點原始采樣間隔為30米。

S3、公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的獲取

公共基礎地理信息數(shù)據(jù)主要指既有公路、鐵路及其附屬設施數(shù)據(jù)，山川、河流、居民地數(shù)據(jù)。獲取方式是在公共網絡平臺上進行點、線、面數(shù)據(jù)的采集。其中對不同信息采用不同的顏色：鐵路采用黑色、公路采用棕色、注記采用白色，并且按不同類型進行圖層的分組存儲。采集得到的公共基礎地理信息數(shù)據(jù)格式為KML、KMZ、DWG格式。

S4、公共遙感影像瓦片數(shù)據(jù)預處理

對獲取的遙感影像瓦片數(shù)據(jù)按出圖要求進行文件格式、坐標系統(tǒng)的轉換，并且按出圖分辨率進行輸出，其坐標系統(tǒng)采用UTM投影，WGS84橢球世界通用坐標系；當同一種瓦片數(shù)據(jù)不能滿足成圖質量要求時，需要綜合多種數(shù)據(jù)源，對有云霧覆蓋區(qū)域進行修正處理；對輸出的公共遙感影像數(shù)據(jù)進行光譜增強處理，采用“RGB單通道、RGB多通道曲線—CMYK單通道選取顏色—RGB單通道、RGB多通道曲線”交替進行的處理模式。

S5、公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)預處理

按相同坐標系統(tǒng)，相同采樣間隔輸出TIFF格式SRTM數(shù)據(jù)與GDEM數(shù)據(jù)，利用SRTM數(shù)據(jù)對GDEM數(shù)據(jù)進行粗差剔除，剔除方法是采用矩陣運算的方法，給定先驗閥值，對矩陣運算差值大于閥值的高程點進行剔除，同時保留那些差值小于閥值的高程點，完成DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)的優(yōu)化；對優(yōu)化后的公共DEM數(shù)字高程模型進行格式、坐標系的轉換，并且按30米格網點間距，輸出GRID格式數(shù)據(jù)，其坐標系統(tǒng)采用UTM投影，WGS84橢球世界通用坐標系。

S6、公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的預處理及符號化

對S3公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的獲取步驟獲取的數(shù)據(jù)進行多段線接長、密集點抽稀、屬性編輯，其中多段線接長和密集點抽稀采用自動化的方式進行；進行數(shù)據(jù)格式轉換，坐標系統(tǒng)采用UTM投影，WGS84坐標系，輸出時采用DWG格式；對輸出成果進行符號化以及屬性賦值，包括圖層編碼、線型、線寬、顏色屬性的賦予。

S7、高程點等高線的生成及符號化

利用S5公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)預處理生成的GRID數(shù)據(jù)，按照國家標準自動生成高程點和等高線數(shù)據(jù)，1：50000圖等高距采用10米～20米，1：10000圖等高距采用5米～10米；按照國家標準對成果進行符號化，按照國家標準定義圖層編碼，賦予對應的線型、線寬、顏色屬性。

S8遙感影像地形圖的制圖綜合

將步驟S4公共遙感影像瓦片數(shù)據(jù)預處理、S6公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的預處理及符號化、S7高程點等高線的生成及符號化得到的光柵數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)成果進行套合；參照遙感影像底圖，對遺漏的基礎地理信息進行修測；調整地物之間的拓撲關系，處理注記與線條之間的疊壓等問題；對基礎地理信息數(shù)據(jù)屬性標簽的加密或者抽稀。

本發(fā)明涉及的一種基于公共數(shù)據(jù)的遙感影像地形圖制圖法，采用的遙感影像數(shù)據(jù)、DEM高程數(shù)據(jù)、基礎地理信息數(shù)據(jù)均為公共數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)獲取周期短，可選數(shù)據(jù)源多，采用的后處理方法技術先進，成圖效率高，得到的影像地形圖成果數(shù)據(jù)具有國際通用坐標，不違反國家保密規(guī)定，為勘察設計各專業(yè)提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。

附圖說明

圖1為本發(fā)明涉及的一種基于公共數(shù)據(jù)的遙感影像地形圖制圖法的流程圖。

圖中標標記說明：

S1、公共遙感影像瓦片數(shù)據(jù)的獲取

S2、公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)的獲取

S3、公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的獲取

S4、公共遙感影像瓦片數(shù)據(jù)預處理

S5、公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)預處理

S6、公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的預處理及符號化

S7、高程點及等高線的生成及符號化

S8、遙感影像地形圖的制圖綜合

具體實施方式

本發(fā)明涉及的一種基于公共數(shù)據(jù)的遙感影像地形圖制圖法，技術步驟包括：公共遙感影像瓦片數(shù)據(jù)的獲取(S1),公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)的獲取(S2),公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的獲取(S3),公共遙感影像瓦片數(shù)據(jù)預處理(S4),公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)預處理(S5),公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的預處理及符號化(S6),高程點及等高線的生成及符號化(S7),遙感影像地形圖的制圖綜合(S8)。

S1、公共遙感影像瓦片數(shù)據(jù)的獲取

獲取時相兩年以內，云霧覆蓋少于10％的GoogleEarth15級遙感影像瓦片數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)原始分辨率為3.8米，數(shù)據(jù)具有WGS84橢球大地坐標，數(shù)據(jù)格式為GEOTIFF。數(shù)據(jù)整體質量良好，存在一定數(shù)量的色塊，色塊區(qū)域間偏色程度不同，且存在色差，有小面積云覆蓋。從BingMap、天地圖平臺下載DigitalGlobe系列：WorldView-2亞米級衛(wèi)星數(shù)據(jù)，以及國產衛(wèi)星數(shù)據(jù)，用于有云霧覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)修補。

S2、公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)的獲取

從公共網絡平臺下載相關區(qū)域的SRTM數(shù)據(jù)與GDEM數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)都采用EGM96地球重力場模型，平面坐標系為WGS84大地坐標。SRTM數(shù)據(jù)具有較高的可置信度，但格網點間距為90米，不能滿足1：50000影像地形圖制圖要求，GDEM格網點間距為30米。

S3、公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的獲取

在公共網絡平臺上采集基礎地理信息數(shù)據(jù)包括：公路、鐵路及其附屬設施數(shù)據(jù)，山川、河流、居民地數(shù)據(jù)。獲取方式是進行點、線、面數(shù)據(jù)的采集，其中對不同信息采用不同的顏色，鐵路采用黑色、公路采用棕色、注記采用白色，并且按不同類型進行圖層的分組存儲,分為鐵路、公路、居民地圖層組。采集得到的公共基礎地理信息數(shù)據(jù)具有WGS84大地坐標，采集得到的公共基礎地理信息數(shù)據(jù)格式為KML、KMZ、DWG格式。

S4、公共遙感影像瓦片數(shù)據(jù)預處理

對獲取的遙感影像瓦片數(shù)據(jù)，按JPEG文件格式輸出、投影坐標系統(tǒng)為WGS84第50帶(以中國華北地區(qū)為例)，按5米地面分辨率輸出；對輸出的公共遙感影像數(shù)據(jù)進行光譜增強處理，由于數(shù)據(jù)存在云覆蓋區(qū)域，因此綜合該區(qū)域內的BingMap、天地圖15級數(shù)據(jù)，對有云霧覆蓋區(qū)域進行替換處理；根據(jù)圖內色塊制作相應選區(qū)，在選區(qū)內應用：RGB單通道、多通道曲線和CMYK單通道選取顏色兩種處理手段進行光譜增強，同時，采用“RGB單通道、RGB多通道曲線—CMYK單通道選取顏色—RGB單通道、RGB多通道曲線”交替進行的處理模式。最終得到色彩均勻，無色差的遙感影像底圖數(shù)據(jù)。

S5、公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)預處理

按UTM投影，WGS84-50坐標系統(tǒng)，30米采樣間隔輸出GEOTIFF格式SRTM數(shù)據(jù)與GDEM數(shù)據(jù)，利用SRTM數(shù)據(jù)對GDEM數(shù)據(jù)進行粗差剔除。主要按如下步驟進行：

①SRTM數(shù)據(jù)與GDEM數(shù)據(jù)的坐標轉換，采用WGS84-50投影坐標系。

②按照30米格網采樣間隔，分別輸出GEOTIFF格式SRTM數(shù)據(jù)與GDEM數(shù)據(jù)。

③設置先驗閥值F為20米，設某位置GDEM高程點高程為H(g)，該位置的SRTM高程點高程為H(s)，該位置修正后高程為H(m)按如下公式進行矩陣運算，對兩種數(shù)據(jù)中的高程點逐一判斷。

H(m)＝if(abs(H(g)-H(s))≤F,H(g),H(s))

④將運算得到的剔除粗差的DEM數(shù)據(jù)成果添加到SRTM數(shù)據(jù)中，形成最終的優(yōu)化后的DEM成果。

S6、公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的預處理及符號化

對S3公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的獲取步驟獲取的公共基礎地理信息數(shù)據(jù)進行多段線接長、密集點抽稀、屬性編輯，其中多段線接長和密集點抽稀采用自動化的方式進行；進行數(shù)據(jù)格式轉換，使用WGS84橢球，UTM投影第50帶投影坐標，輸出采用DWG格式；對輸出成果進行符號化以及屬性賦值，包括圖層編碼、線型、線寬、顏色屬性的賦予。鐵路采用的圖層編碼為410100，高速公路采用的圖層編碼為420100，市界圖層編碼為640000。

S7、高程點等高線的生成及符號化

利用S5公共DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)預處理生成的GRID數(shù)據(jù)，按照國家標準自動生成高程點和等高線數(shù)據(jù)，例如：等高距采用10米、高程點間距采用1000米；按照國家標準對成果進行符號化，按照國家標準定義圖層編碼，賦予對應的線型、線寬、顏色屬性。等高線圖層編碼為710101、710102，高程點圖層編碼為720100。

S8、遙感影像地形圖的制圖綜合

將步驟S4公共遙感影像瓦片數(shù)據(jù)預處理、S6公共基礎地理信息數(shù)據(jù)的預處理及符號化、S7高程點等高線的生成及符號化得到的光柵數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)成果進行套合；參照遙感影像底圖，對遺漏的基礎地理信息進行修測；調整地物之間的拓撲關系，處理注記與線條之間的疊壓等問題；對基礎地理信息數(shù)據(jù)屬性標簽的加密或者抽稀。