【摘要】 介绍了如何利用数字摄影测量成果正射影像，快速更新大比例尺地形图的方法，并结合实际生产情况，探讨了在生产作业过程中应注意的一些问题,以及这种方
法的优越性。
【关键词】 正射影像   数字化地形图  更新  新方法
一. 概述
    随着国家对基础设施建设力度的加大，用于城市规划、建设和管理的城市大比例尺地形图需求量增多，且对地形图现势性要求也日益提高。为了使城乡建设管理更加规范化、精确化、信息化，更好地为社会发展和国民经济建设服务，作为城市建设的基础测绘资料大比例尺地形图的更新工作就显得尤为重要。从我国目前发展情况看，各大城市都已淘汰模拟地形图，基本完成了对地形图的全面数字化，建立了基础地理信息数据库。若想对现有数字化地形图全面更新，利用以往的更新地形图方法，无论从更新的生产周期方面（其更新速度远远赶不上地形要素的变化速度），还是从更新所需成本来看（其经费相当可观），都难以满足城市发展的需要。所以利用当前以“3S”技术为代表的数字化测绘新技术，选择新方法更新地形图已迫在眉睫。
    近几年来，随着计算机技术、航天遥感技术和地理信息系统技术的飞速发展，全数字摄影测量技术已日趋成熟。作为“4 D”产品之一的数字正射影像图同时具有几何精度和影像特征，其优点是相对精度高、信息丰富、直观真实、周期短、成本低。它为全方位的更新数字化地形图提供了一条新思路。
    数字化地形图把地面实况分为水系、交通、居民地、地貌、植被和境界等几大类别。就城市的发展状况来看，地物要素的变化主要集中在交通、居民地和植被三个方面，而地形地貌一般变化缓慢，多数地区不必更新，可保持原来的地形数据。所以不需要把地形图更新工作建立在立体模型下进行数据采集，而是在原有的数字化矢量图的基础上，叠加现有的正射影像图，直接更新变化的地物要素。实践证明此方法可行，且事半功倍。
二．大比例尺地形图更新对正射影像数据的要求
    哈尔滨市1：2000 彩色正射影像图是利用适普公司VirtuoZo 全数字摄影测量工作站进行制作的。利用正射影像更新数字化地形图，地形图更新的精度取决于正射影像的质量和精度，所以必须保证数字正射影像数据的正确性。
1.  航测资料
    大比例尺航空摄影需按照国家标准《1：500、1：1000、1：2000比例尺地形图航空摄影规范》，其中对航摄比例尺的选择为成图比例尺的4～6倍。我院航摄采用1：8000比例尺，扫描分辨率为25 u，地面分辨率为0.2米。
2. 数学精度
a. 要了解正射影像制作所采用的空间定位参考系，检查数字栅格地图图廓点坐标的正确性，栅格坐标与地理定位坐标， X与Y方向的像元地面尺寸。我院采用的平面坐标系统是哈尔滨市城市坐标系，高程系统采用大连高程系。
b. 要检核空三加密的结果报告即各测区文件夹下的检查结果报告。具体要求见下表
3.  平面精度
在每幅正射影像图上选择一定数量的特征点，与数字化地形图上的同名点相比较，来查看其平面精度。具体要求见下表
4.  DEM精度
    正射影像是利用数字高程模型（DEM）对扫描处理后的数字化航空像片，逐像元进行投影差改正、镶嵌，裁切而生成，所以还要保证DEM的精度。
我院的DEM数据是在现有数字化地形图高程数据成果的基础上，编辑整理，利用Geoway软件将高程点赋值，再进入GeoTin平台，构建三角网，从而生成DEM，DEM的精度确定为2.5m格网间距。
三．利用正射影像更新城市大比例尺地形图的精度分析
    哈尔滨市数字化地形图包含两类，一类是属于建成区，基本上在三环以内，面积约270平方公里，比例尺为1：1000；一类是属于城市周边地区，面积约700平方公里，比例尺为1：2000。我院此次利用正射影像更新地形图即为上述两部分。地形图的精度是地形图测制和更新的一项重要指标，必须满足相关的规范要求。因此在利用正射影像更新地形图之前，先就其能否满足更新大比例尺地形图的精度要求，作一下精度分析。
    在地物密集的建成区（1：1000比例尺），通过影像重采样，在重采样影像上分布均匀地选取20个检查点，将其在影像上的坐标和地形图上的坐标进行比较，结果见下表：
由表中数据进一步计算得到：
mx=± =±0.5646m        (1)
my =± =±0.3231m       (2)
m=± =±0.6505m       (3)
    同样，因为1：1000数字化地形图自身存在误差，所以式(3)中的点位误差由两部分构成：1：1000地形图上单点定位的误差m1和影像上单点定位误差m2。根据1：1000地形图单点定位的绝对误差为图上0.5mm，即0.5米，因此正射影像上单点定位的绝对误差为：
m2=± =± =±0.4167m
    此项精度达到了1：1000地形图图上单点定位的绝对精度要求（±0.5m），同理，此项精度也能满足1：2000地形图图上单点定位的绝对精度要求（±1.0m），这表明采利用分辨率为0.2米的正射影像完全可以对城市大比例尺地形图进行更新。
四. 作业过程
1. 在正射影像数据制作的过程中，会生成.tif图形文件和.tfw坐标文件。利用CAD Overlay矢量化跟踪软件，就可将正射影像图与数字化地形图准确地叠加在一起，再依据正射影像图进行判读，对数字化地形图进行更新；
2. 由于高楼、树木阴影等的遮挡，会对一些高层附带的群房，围墙，以及大部分道路上的检修井无法判读，这部分要由外业调绘，并标注地名和楼层等属性信息，；
3. 对外业调绘成果进行数字化；
4. 经检查验收后，输入数据库。
五. 作业中需要注意的问题
为保证这种更新方法的成图质量，在作业过程中应尽量减少不必要的精度损失。更要做好检查工作，控制每一个可能出现问题的环节，避免重复作业。通过工作实践，总结经验如下：
1. 做好数据采集人员的培训工作
a. 具有高度的责任心，必须按照统一的数据格式进行采集；
b. 掌握数据采集软件的各项功能，对正射影像具有良好的判读能力，采集的地物要素不仅平面位置精确，代码也要正确；
c. 必须懂得各地物要素的综合取舍，正射影像的信息非常丰富，若将全部的影像信息都采集上去，会造成图面负载大，地形图更新周期长；若大量取舍，会造成信息遗漏，给外业调绘增加工作量；
d. 还要具有对地形图的综合编辑能力，不能所有要素都完全按照正射影像采集，如道路的采集，两条道路边线应平行。
2.  对无法判读地物的采集
    由于楼房，树木等阴影的遮挡，对一些地物要素无法看清轮廓，应先采集可视部分，不可视部分留待外业补测；对无法识别的地物要素，应画出轮廓线，留外业调绘后改换正确的代码。
3.  对特殊地物桥梁和高架公路的采集
随着城市的发展，高架公路以及立交桥得到迅速发展。在正射影像图中，由于阴影的遮挡无法直接判断其落地的实际位置，这种情况下，我们可以借助桥梁的规划中心线，在图面上直接量取桥的宽度，绘出桥梁的实地位置。
4.  数字化地形图（DLG）作为GIS数据的基础层，在采集的过程中一定要注意采集数据逻辑的一致性,如代码分层要正确、线状要素应具有连续性（如道路、河流、境界的走向、名称、等级要一致）、面状地物（如水域、植被、房屋及大型工矿建筑物等）应闭合，为今后专题地图的制作奠定基础。
六. 与常规地形图更新方法相比较，利用正射影像快速更新城市大比例尺地形图的优越性
    城区大比例尺地形图，图面负载量最大的地物要素就是居民地，其次是道路和绿地，通过实践证明，利用正射影像对上述地物要素能够进行准确采集。而地形地貌一般变化缓慢，多数地区不必更新，可保持原来的地形数据，对于局部地形变化大的区域，可利用全站仪补测高程点。与常规地形图更新方法相比较，利用正射影像快速更新城市大比例尺地形图的优越性见下表：
七. 结束语
    利用正射影像，对大范围的数字化地形图进行快速更新是哈尔滨市勘察测绘研究院改变传统地形图更新模式的一种尝试，我院在此基础上，还利用竣工测量资料对地形图进行局部实时更新，动态维护，力争使地形图的更新速度与城市发展同步。
参考文献：
〖1〗 江宏军，马永生。地形图更新方法初探。测绘通报，2004，（7）
〖2〗 郭振鸿，何立武，线东升。利用航摄片测绘大比例尺地形图的质量保证。第八届东北三省测绘学术与信息交流会论文集