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摘要:城市大比例尺地形图维护与更新是保持地形图整体现势性的重要保证。本文就城市大比例尺地形图的维护进行阐述，并对其更新实施方法进行探讨，其中主要介绍了航空影像以及基于EPS 平台大比例尺地形图动态更新方法，以供参考。
关键词:城市大比例尺地形图；维护；更新方法；航空影像；EPS平台
中图分类号： P284 文献标识码： A
引言
大比例尺地形图动态更新是一项基础性和公益性事业，广泛服务于经济建设、社会发展、国防建设和人们生活的各个领域。大比例尺地形图的动态更新维护机制是确保基础地理信息具有现势性和时态完整性的基础性、前提性工作。
本研究利用航空影像来获取城市内部地物变化信息，对已有的地形图进行补测和修测，通过对遥感影像进行几何校正、图像增强等处理，并通过EPS平台对大比例尺地形图进行动态更新。
一、地形图维护
通过对地形图的实时维护，使得城市测绘单位在提供规划建设用图的时候，不再和过去那样总是在做被动的应急修测，需要哪里就修测哪里，而是可以按计划、有步骤、分片分区进行定期维护修测，与规划报建用图区域基本不产生直接的因果关系。测绘单位按照每半年循环滚动更新一次地形图，保证在一段时间内，地形图的现势性，随时可以满足城市规划及建设用图的要求，报建单位需要用图时也可以直接提供使用。通过多年来的工作经验，如图1所示的地形图维护方法手段是十分有效的，它充分利用各种不同的测量资料对地形图进行更新，即省时又省力。
图1 地形图维护与更新手段
定期巡视是开展地形图维护的一个基础工作，它是必不可少的，巡视的质量对地形图的现势性影响最大。通过巡视可以及时发现现实中地形地貌的变化情况、范围大小、分布位置及控制点的完缺情况等，使修补测工作有的放矢，从而提高作业效率。巡视时必须在巡视图上标明地形变化状况，譬如:建筑物增减、楼层数、道路及厂矿名称、路面材质、植被性质、电线及水系设施等等变化。
二、航空影像的城市大比例尺地形图更新
（一）、技术流程
首先对数据进行预处理，分别对遥感影像和原始地形图进行处理。航空影像主要是几何校正、正射校正、图像增强等；对于原始纸质地形图，要进行补修、扫描纠正、生成数字线划图及电子数据。
（二）、航空影像的处理
(1)正射校正
由于此次研究是城市大比例尺地形图的更新研究，研究区内地势平坦，所以采用多项式进行影像的几何纠正就能满足精度的要求，利用数字高程模型进行正射纠正。
(2)裁剪与拼接
遥感影像图与更新地区的范围可能不吻合，所以根据更新范围对影像图要进行裁剪与拼接处理，然后进行图像增强，此项操作在ERDAS 9.2软件中进行处理。
（三）、地形图更新的实现
（1）地形图的处理
将需要更新的地形图经过电子化，转化格式后，在ERDAS软件中打开，准备与航空影像进行叠加，图2为更新前的局部地形图。
图2 更新前的局部地形示意
（2）遥感数据的处理
ERDAS软件拥有自身的标准格式文件，其处理效率要优于其他格式文件，因此需要利用格式转换工具转化成IMG格式，在ERDAS中打开，与电子化的地形图进行叠加。
（3）数据叠加
将栅格影像数据与矢量数据进行叠加，由于研究采用航空影像，分辨率较高，判读比较容易，通过原始遥感影像与原有的线划图比较，可以快速找到地物变化位置，就像屏幕数字化一样，直接采集地物特征点坐标，交互完成地形图的内业更新，可以在ERDAS软件下完成，并与原图在编码、规范上保持一致。
内业测图完成后，需要进行外业调绘，确定地物属性，同时对被影像图中阴影、云遮挡无法测绘的部分进行勘查和补测，然后将Coverage格式的图形文件转化为DXF，经过图形编辑后形成更新后的地形图，图3为更新后的地形图局部。
图3 更新后的地形图局部示意
三、EPS 平台大比例尺地形图动态更新
（一）、总体思路
大比例尺地形图动态更新维护机制遵循“应需适时更新”总体思路，以“发现变化→测定变化→变化分析→更新库体→产品服务”为主线，体现更新内容灵活、更新周期适时化、更新方式多元化等特点，组织和开展相应的信息获取和处理工作。
图4 更新流程
（二）、应用的软件基础
（1）EPS 平台架构
EPS 平台具有可包容数据的4 级组织构架( 数据空间Data Space、数据群Data Group、数据专题Data Source、数据实体Data Body) ，使得不同种类、同数学基础、不同尺度的数据通过工作空间集成，可方便快捷地实现动态投影、叠加显示输出等操作。
（2）模板控制技术
数据生产的标准性是基础信息数据采集的重要内容之一，EPS 平台通过模板控制技术定制标准模板，由模板控制数据标准化和质量。EPS 模板基于Access 数据库表格( Feature Code TB( 特征码表) 、Symbol Script TB( 符号描述表) 、Note Template TB ( 注记模板表) ) 分别用于记录地物要素的空间、时间、属性等信息。
（3）程序二次开发
EPS 平台脚本语言遵循VBScript 语言编译规则，结合平台自带集成函数和脚本语言二次开发，可实现不同数据格式相互转换，可设计开发出数据批量处理、批量导入和输出、数据质量检查及修复等方案，基于程序自动化筛选，从质量上保证了数据空间逻辑一致和属性的完整性。
（三）、更新方法
(1)更新原则
目前，城市变化非常快，还不能实现对地物、地貌要素进行全面及时的动态更新。随着信息化测绘时代的推进，对大比例尺地形图动态更新的内容、周期、方式等有了新的更高的要求，表现为更新内容的灵活、更新周期的适时化、更新方式的多元化。因此，应组织有限的技术力量，重点更新对绝大多数用户来说重要的要素。根据动态更新的特点，其实施过程中应遵循“分片包干、重点优先”的原则。
(2)更新周期
城市大比例尺动态更新往往采用动态更新和定期更新相结合的机制，动态更新的周期为半年至一年，定期更新的周期为3 年。
(3)变化信息获取方式
大比例地形图动态更新的主要难点在于如何发现地物、地貌变化。目前，获取变化信息的主要方式有外业巡视、建设工程报建备案、媒体报道和高分辨率影像比对获得等几种方式: ① 外业巡视应利用上周期修测的地形圖作为调查的工作底图。② 通过新闻媒体，重点关注近期城建情况，获得开工或完工信息。③ 通过规划、国土、城建等部门的建设工程报建备案记录，获取施工信息。
目前利用分辨率较高、现势性较强的影像资料与线划图比对结合人工巡视是变化信息获取的一种常用快捷方法如图5 所示。
图5 高分辨率影像数据比对获取变化信息
(4)数据采集
补测新建的住宅楼群或独立高大的建筑物，已变化的较复杂的地貌，均应先施测图根控制点，再采用全站仪采集坐标的方式进行修测。当局部区域地物变动不多时，可利用经校核的地物点进行补测，但修测后的地物点不能再作为修测新地物的依据。
结束语
总而言之，经过多年的维护和更新，主要使用的方法就是定期维护修测、规划报建修测和验放线及竣工资料更新， 取得的效果非常明显。具体体现在下面几个方面:
( 1)供图生产周期缩短了。由于地形图的现势性提高， 规划报建、应急修测工作量相应减轻。巡视后对控制点现状的掌握， 也使得作业速度加快， 生产周期相应缩短。
(2)计划性变强了。测绘生产单位依照自己的计划维护生产， 被动的应急修测少了， 每年的工作量均衡了。
(3)资料的剩余价值提高了。过去放验线、竣工资料除完成它本身的特定目的以外， 就没有其他可利用价值。
参考文献
[1] 杜志学，田高.面向GIS 数据采集中的模板控制技术[J].地理空间信息， 2003(1):35-38.
[2] 陈军，赵仁亮，王东华.基础地理信息动态更新技术体系初探[J].地理信息世界，2007(5):4-9.
关键词:城市大比例尺地形图；维护；更新方法；航空影像；EPS平台
中图分类号： P284 文献标识码： A
引言
大比例尺地形图动态更新是一项基础性和公益性事业，广泛服务于经济建设、社会发展、国防建设和人们生活的各个领域。大比例尺地形图的动态更新维护机制是确保基础地理信息具有现势性和时态完整性的基础性、前提性工作。
本研究利用航空影像来获取城市内部地物变化信息，对已有的地形图进行补测和修测，通过对遥感影像进行几何校正、图像增强等处理，并通过EPS平台对大比例尺地形图进行动态更新。
一、地形图维护
通过对地形图的实时维护，使得城市测绘单位在提供规划建设用图的时候，不再和过去那样总是在做被动的应急修测，需要哪里就修测哪里，而是可以按计划、有步骤、分片分区进行定期维护修测，与规划报建用图区域基本不产生直接的因果关系。测绘单位按照每半年循环滚动更新一次地形图，保证在一段时间内，地形图的现势性，随时可以满足城市规划及建设用图的要求，报建单位需要用图时也可以直接提供使用。通过多年来的工作经验，如图1所示的地形图维护方法手段是十分有效的，它充分利用各种不同的测量资料对地形图进行更新，即省时又省力。
图1 地形图维护与更新手段
定期巡视是开展地形图维护的一个基础工作，它是必不可少的，巡视的质量对地形图的现势性影响最大。通过巡视可以及时发现现实中地形地貌的变化情况、范围大小、分布位置及控制点的完缺情况等，使修补测工作有的放矢，从而提高作业效率。巡视时必须在巡视图上标明地形变化状况，譬如:建筑物增减、楼层数、道路及厂矿名称、路面材质、植被性质、电线及水系设施等等变化。
二、航空影像的城市大比例尺地形图更新
（一）、技术流程
首先对数据进行预处理，分别对遥感影像和原始地形图进行处理。航空影像主要是几何校正、正射校正、图像增强等；对于原始纸质地形图，要进行补修、扫描纠正、生成数字线划图及电子数据。
（二）、航空影像的处理
(1)正射校正
由于此次研究是城市大比例尺地形图的更新研究，研究区内地势平坦，所以采用多项式进行影像的几何纠正就能满足精度的要求，利用数字高程模型进行正射纠正。
(2)裁剪与拼接
遥感影像图与更新地区的范围可能不吻合，所以根据更新范围对影像图要进行裁剪与拼接处理，然后进行图像增强，此项操作在ERDAS 9.2软件中进行处理。
（三）、地形图更新的实现
（1）地形图的处理
将需要更新的地形图经过电子化，转化格式后，在ERDAS软件中打开，准备与航空影像进行叠加，图2为更新前的局部地形图。
图2 更新前的局部地形示意
（2）遥感数据的处理
ERDAS软件拥有自身的标准格式文件，其处理效率要优于其他格式文件，因此需要利用格式转换工具转化成IMG格式，在ERDAS中打开，与电子化的地形图进行叠加。
（3）数据叠加
将栅格影像数据与矢量数据进行叠加，由于研究采用航空影像，分辨率较高，判读比较容易，通过原始遥感影像与原有的线划图比较，可以快速找到地物变化位置，就像屏幕数字化一样，直接采集地物特征点坐标，交互完成地形图的内业更新，可以在ERDAS软件下完成，并与原图在编码、规范上保持一致。
内业测图完成后，需要进行外业调绘，确定地物属性，同时对被影像图中阴影、云遮挡无法测绘的部分进行勘查和补测，然后将Coverage格式的图形文件转化为DXF，经过图形编辑后形成更新后的地形图，图3为更新后的地形图局部。
图3 更新后的地形图局部示意
三、EPS 平台大比例尺地形图动态更新
（一）、总体思路
大比例尺地形图动态更新维护机制遵循“应需适时更新”总体思路，以“发现变化→测定变化→变化分析→更新库体→产品服务”为主线，体现更新内容灵活、更新周期适时化、更新方式多元化等特点，组织和开展相应的信息获取和处理工作。
图4 更新流程
（二）、应用的软件基础
（1）EPS 平台架构
EPS 平台具有可包容数据的4 级组织构架( 数据空间Data Space、数据群Data Group、数据专题Data Source、数据实体Data Body) ，使得不同种类、同数学基础、不同尺度的数据通过工作空间集成，可方便快捷地实现动态投影、叠加显示输出等操作。
（2）模板控制技术
数据生产的标准性是基础信息数据采集的重要内容之一，EPS 平台通过模板控制技术定制标准模板，由模板控制数据标准化和质量。EPS 模板基于Access 数据库表格( Feature Code TB( 特征码表) 、Symbol Script TB( 符号描述表) 、Note Template TB ( 注记模板表) ) 分别用于记录地物要素的空间、时间、属性等信息。
（3）程序二次开发
EPS 平台脚本语言遵循VBScript 语言编译规则，结合平台自带集成函数和脚本语言二次开发，可实现不同数据格式相互转换，可设计开发出数据批量处理、批量导入和输出、数据质量检查及修复等方案，基于程序自动化筛选，从质量上保证了数据空间逻辑一致和属性的完整性。
（三）、更新方法
(1)更新原则
目前，城市变化非常快，还不能实现对地物、地貌要素进行全面及时的动态更新。随着信息化测绘时代的推进，对大比例尺地形图动态更新的内容、周期、方式等有了新的更高的要求，表现为更新内容的灵活、更新周期的适时化、更新方式的多元化。因此，应组织有限的技术力量，重点更新对绝大多数用户来说重要的要素。根据动态更新的特点，其实施过程中应遵循“分片包干、重点优先”的原则。
(2)更新周期
城市大比例尺动态更新往往采用动态更新和定期更新相结合的机制，动态更新的周期为半年至一年，定期更新的周期为3 年。
(3)变化信息获取方式
大比例地形图动态更新的主要难点在于如何发现地物、地貌变化。目前，获取变化信息的主要方式有外业巡视、建设工程报建备案、媒体报道和高分辨率影像比对获得等几种方式: ① 外业巡视应利用上周期修测的地形圖作为调查的工作底图。② 通过新闻媒体，重点关注近期城建情况，获得开工或完工信息。③ 通过规划、国土、城建等部门的建设工程报建备案记录，获取施工信息。
目前利用分辨率较高、现势性较强的影像资料与线划图比对结合人工巡视是变化信息获取的一种常用快捷方法如图5 所示。
图5 高分辨率影像数据比对获取变化信息
(4)数据采集
补测新建的住宅楼群或独立高大的建筑物，已变化的较复杂的地貌，均应先施测图根控制点，再采用全站仪采集坐标的方式进行修测。当局部区域地物变动不多时，可利用经校核的地物点进行补测，但修测后的地物点不能再作为修测新地物的依据。
结束语
总而言之，经过多年的维护和更新，主要使用的方法就是定期维护修测、规划报建修测和验放线及竣工资料更新， 取得的效果非常明显。具体体现在下面几个方面:
( 1)供图生产周期缩短了。由于地形图的现势性提高， 规划报建、应急修测工作量相应减轻。巡视后对控制点现状的掌握， 也使得作业速度加快， 生产周期相应缩短。
(2)计划性变强了。测绘生产单位依照自己的计划维护生产， 被动的应急修测少了， 每年的工作量均衡了。
(3)资料的剩余价值提高了。过去放验线、竣工资料除完成它本身的特定目的以外， 就没有其他可利用价值。
参考文献
[1] 杜志学，田高.面向GIS 数据采集中的模板控制技术[J].地理空间信息， 2003(1):35-38.
[2] 陈军，赵仁亮，王东华.基础地理信息动态更新技术体系初探[J].地理信息世界，2007(5):4-9.