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[摘 要]本文通过对山东省“十三五”基础测绘更新技术流程的探讨，提出了充分利用高效数码航摄仪器、集群式影像处理系统、机载LiDAR系统等现代高端技术装备，采用分要素更新、网络化更新、增量更新等技术方法，为全省地形要素数据库的更新提供了技术支持。
[关键词]基础测绘 数字高程模型 数字正摄影像 地形要素
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0025-01
0 引言
基础地理信息数据是国家空间数据基础设施的重要组成部分，是国家信息化的权威、统一的定位基础和空间载体，在国民经济建设、社会发展、国家安全和国防等方面发挥着十分重要的作用。《山东省“十三五”基础测绘规划》对省级基础地理信息数据库做出了持续更新的新部署，提出了全省数字高程模型数据、数字正摄影像数据、地形要素数据的更新任务，要求实现全省2米格网数字高程模型全覆盖、高分辨率遥感影像和地形要素数据年度更新，并建立适用于我省省情的基础地理信息动态更新技术与业务体系，为国民经济建设与社会发展提供及时可靠的地理信息保障。
1 项目背景
“十二五”期间，获取了覆盖全省的2米分辨率遥感影像3次、优于1米分辨率的遥感影像2次及高精度机载LiDAR点云数据9万平方千米，全省1：10000数字线划图框架要素更新4次、全要素更新1次，数字正摄影像图更新2次，数字高程模型更新9万平方千米，向社会累计提供各类基础测绘成果近50万件，省卫星导航定位基准站网入网终端设备数量超过2000台，为全省区域经济发展战略实施、主体功能区规划、重大基础设施和重点民生保障工程建设及经济、人口等各类普查提供了有力保障。构建了分建共享、互联互通、数据融合、协同服务的地理信息服务新模式，省地理信息公共服务平台服务部门超过40家、应用系统超过100个，基础地理信息公共服务水平得到明显提升。基础地理信息数据公益性、基础性作用日渐突出。
“十三五”期间，全省在“十二五”基础地理信息数据库及时更新、定期更新的基础上，统筹利用全省0.5米分辨率遥感影像、机载激光雷达点云数据、地理省情监测数据、市县基础地理信息数据、部门共享专题数据等多种信息，更新全省基础地理信息数据库。实现全省陆域2米格网数字高程模型数据全覆盖，实现全省陆域0.5米数字正摄影像每年覆盖1遍，实现地形要素数据库年度更新，进一步提升基础地理信息数据库的现势性。
2 总体技术流程
利用机载LiDAR点云数据，经过分类、模型构建等处理，形成数字高程模型数据更新成果。利用航空、航天遥感影像数据，基于已有或新制作的数字高程模型数据，经过正射纠正、匀光匀色等处理，形成数字正射影像数据更新成果。对原始数字线划图数据进行预处理，建立地形要素生产数据库，基于生产数据库，结合数字正射影像数据、专题资料、地面点云成果进行第一轮地形要素更新，形成地形要素数据库更新成果，后续更新以上轮更新成果作为更新本底数据。
2.1 数字高程模型数据更新（DEM更新）
地面高程点云数据应采用2000国家大地坐标系、1985国家高程基准，原始点云间距不超过2米，高程中误差应小于0.35米。
2.1.1 点云数据处理
a）噪声点滤波：地面点分类前，应分离、删除噪声点。可采用高程比较法去除噪声点，将一个或一组点与周边一定范围内的点进行高程比较，若超过一定的阀值则将该点或该组点判断为噪声点，予以剔除。
b）自动分类：从较低的激光点中提取初始地表面，设置地面坡度阈值进行迭代运算，确定合理地面。基于点云数据反射强度、回波次数、地物形状等信息，对激光点云数据进行自动分类。
c）人工编辑分类：参照正射影像数据对自动分类后的点云数据进行人工精细分类，通过调整参数和算法，利用程序对高程突变的小面积区域进行点云的精细分类，并采用人工编辑的方式对分类错误的点进行重分类。
2.1.2 构建模型，制作DEM
a）选取参与构建模型的点云数据作为权值相同的特征点，利用专业软件构建数字高程模型。选择带有高程信息的道路特征线（边线、中心线等）、河流边线、面状水域范围线等参与模型构建。
b）在每幅数据边缘处进行插值时，设置相邻幅面一定距离范围内的数据参与运算，进行图幅接边。接边后数据应连续，DEM格网不出现错位现象，相邻图幅重叠范围内同一格网点高程应一致，检查合格后分幅輸出。
2.2 数字正射影像数据更新（DOM更新）
原始遥感影像地面分辨率应优于0.5米，彩色影像，影像反差适中、色调均匀、纹理清晰、层次丰富，无明显失真，灰度直方图一般呈正态分布。
DOM的制作过程：
a）空中三角测量：准备遥感影像数据及航空相机文件、POS数据或卫星RPC参数，确定合适的空三分区、匹配策略、空三平差等参数或方法，空三合格后导出集群式影像处理系统所需的空三成果。
b）数字高程模型（DEM）数据制作：利用集群式影像处理系统进行同名影像点自动匹配，形成数字表面模型（DSM）点云，经DSM点云滤波、DEM镶嵌、DEM人工编辑等工序，制作数字高程模型。对地形变化小的区域，如有现实性好的数字高程模型也可直接利用。
c） 正射纠正：利用数字高程模型成果和空三成果进行影像正射纠正。单片正射纠正完成后应重点检查影像的平面位置精度是否满足要求，影像是否存在拉花等变形现象，如存在应重新编辑相应区域的DEM数据，对DEM编辑无法解决的影像变形问题采用图像处理软件进行修改，修改时应重点注意平面位置精度问题。
d）匀光、匀色：制作有代表性的匀光、匀色模板，利用模板对单片正射影像进行匀光、匀色处理，使其色调均衡、反差适中、层次分明，保证测区内影像整体色调趋于一致。
[关键词]基础测绘 数字高程模型 数字正摄影像 地形要素
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0025-01
0 引言
基础地理信息数据是国家空间数据基础设施的重要组成部分，是国家信息化的权威、统一的定位基础和空间载体，在国民经济建设、社会发展、国家安全和国防等方面发挥着十分重要的作用。《山东省“十三五”基础测绘规划》对省级基础地理信息数据库做出了持续更新的新部署，提出了全省数字高程模型数据、数字正摄影像数据、地形要素数据的更新任务，要求实现全省2米格网数字高程模型全覆盖、高分辨率遥感影像和地形要素数据年度更新，并建立适用于我省省情的基础地理信息动态更新技术与业务体系，为国民经济建设与社会发展提供及时可靠的地理信息保障。
1 项目背景
“十二五”期间，获取了覆盖全省的2米分辨率遥感影像3次、优于1米分辨率的遥感影像2次及高精度机载LiDAR点云数据9万平方千米，全省1：10000数字线划图框架要素更新4次、全要素更新1次，数字正摄影像图更新2次，数字高程模型更新9万平方千米，向社会累计提供各类基础测绘成果近50万件，省卫星导航定位基准站网入网终端设备数量超过2000台，为全省区域经济发展战略实施、主体功能区规划、重大基础设施和重点民生保障工程建设及经济、人口等各类普查提供了有力保障。构建了分建共享、互联互通、数据融合、协同服务的地理信息服务新模式，省地理信息公共服务平台服务部门超过40家、应用系统超过100个，基础地理信息公共服务水平得到明显提升。基础地理信息数据公益性、基础性作用日渐突出。
“十三五”期间，全省在“十二五”基础地理信息数据库及时更新、定期更新的基础上，统筹利用全省0.5米分辨率遥感影像、机载激光雷达点云数据、地理省情监测数据、市县基础地理信息数据、部门共享专题数据等多种信息，更新全省基础地理信息数据库。实现全省陆域2米格网数字高程模型数据全覆盖，实现全省陆域0.5米数字正摄影像每年覆盖1遍，实现地形要素数据库年度更新，进一步提升基础地理信息数据库的现势性。
2 总体技术流程
利用机载LiDAR点云数据，经过分类、模型构建等处理，形成数字高程模型数据更新成果。利用航空、航天遥感影像数据，基于已有或新制作的数字高程模型数据，经过正射纠正、匀光匀色等处理，形成数字正射影像数据更新成果。对原始数字线划图数据进行预处理，建立地形要素生产数据库，基于生产数据库，结合数字正射影像数据、专题资料、地面点云成果进行第一轮地形要素更新，形成地形要素数据库更新成果，后续更新以上轮更新成果作为更新本底数据。
2.1 数字高程模型数据更新（DEM更新）
地面高程点云数据应采用2000国家大地坐标系、1985国家高程基准，原始点云间距不超过2米，高程中误差应小于0.35米。
2.1.1 点云数据处理
a）噪声点滤波：地面点分类前，应分离、删除噪声点。可采用高程比较法去除噪声点，将一个或一组点与周边一定范围内的点进行高程比较，若超过一定的阀值则将该点或该组点判断为噪声点，予以剔除。
b）自动分类：从较低的激光点中提取初始地表面，设置地面坡度阈值进行迭代运算，确定合理地面。基于点云数据反射强度、回波次数、地物形状等信息，对激光点云数据进行自动分类。
c）人工编辑分类：参照正射影像数据对自动分类后的点云数据进行人工精细分类，通过调整参数和算法，利用程序对高程突变的小面积区域进行点云的精细分类，并采用人工编辑的方式对分类错误的点进行重分类。
2.1.2 构建模型，制作DEM
a）选取参与构建模型的点云数据作为权值相同的特征点，利用专业软件构建数字高程模型。选择带有高程信息的道路特征线（边线、中心线等）、河流边线、面状水域范围线等参与模型构建。
b）在每幅数据边缘处进行插值时，设置相邻幅面一定距离范围内的数据参与运算，进行图幅接边。接边后数据应连续，DEM格网不出现错位现象，相邻图幅重叠范围内同一格网点高程应一致，检查合格后分幅輸出。
2.2 数字正射影像数据更新（DOM更新）
原始遥感影像地面分辨率应优于0.5米，彩色影像，影像反差适中、色调均匀、纹理清晰、层次丰富，无明显失真，灰度直方图一般呈正态分布。
DOM的制作过程：
a）空中三角测量：准备遥感影像数据及航空相机文件、POS数据或卫星RPC参数，确定合适的空三分区、匹配策略、空三平差等参数或方法，空三合格后导出集群式影像处理系统所需的空三成果。
b）数字高程模型（DEM）数据制作：利用集群式影像处理系统进行同名影像点自动匹配，形成数字表面模型（DSM）点云，经DSM点云滤波、DEM镶嵌、DEM人工编辑等工序，制作数字高程模型。对地形变化小的区域，如有现实性好的数字高程模型也可直接利用。
c） 正射纠正：利用数字高程模型成果和空三成果进行影像正射纠正。单片正射纠正完成后应重点检查影像的平面位置精度是否满足要求，影像是否存在拉花等变形现象，如存在应重新编辑相应区域的DEM数据，对DEM编辑无法解决的影像变形问题采用图像处理软件进行修改，修改时应重点注意平面位置精度问题。
d）匀光、匀色：制作有代表性的匀光、匀色模板，利用模板对单片正射影像进行匀光、匀色处理，使其色调均衡、反差适中、层次分明，保证测区内影像整体色调趋于一致。