基于TerraSolid的调绘片快速制作新方法

邓继伟

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，300251)



基于TerraSolid的调绘片快速制作新方法

邓继伟

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，300251)

在对比常规机载激光雷达航飞项目调绘片制作方法的基础上，介绍一种基于TerraSolid的调绘片快速制作新方法，该方法通过点云和影像的半自动化处理，结合调绘辅助资料，快速制作出调绘片以提供外业调绘使用，可大幅提高作业效率。

TerraSolid地形图调绘片方法

像片调绘是航空摄影测量地形图成图工作的一部分，外业人员通过判图、调查、绘注等工作为航测内业提供调绘内容。判读是根据调绘片上的影像特征识别目标，其主要内容是地物，包括居民地、道路、水系和植被以及不能用等高线表示的地貌和土质等[1，3]。外业人员判读时主要根据测图比例尺和测区特点对调绘内容进行综合取舍，从而满足地形图成图的需要。调查是实地搜集调绘片影像上无法显示的制图要素，主要包括各类地理名称、必要的比高、部分说明注记以及补测航摄后的新增地物等。绘注是根据判读和调查确定的地物、地貌及注记，用规定的符号和颜色描绘在像片上。调绘片之间尤其要注意接边，使得调绘的内容满足制图的要求[4]。

简言之，地形图的像片调绘工作是航空摄影测量地形图成图项目不可缺少的一个生产工序，大量的地形图图面信息要通过外业调绘的方式记载在调绘资料中，提供给航测内业使用。

航测法地形图调绘片的制作，经历了传统的利用航空像片放大冲洗后进行调绘的方式，向数字摄影测量内外业调绘一体化方向不断进步的过程。介绍一种基于TerraSolid的地形图调绘片快速制作新方法。该方法制作工序简单，周期短，大幅提高了作业效率，减少了调绘片的冗余。

TerraSolid系列软件是一套商业化的Lidar数据处理软件，由芬兰TerraSolid公司基于Microstation系统之上开发并推出。Terrasolid主要包括TerraScan、TerraMatch、TerraModel及TerraPhoto等模块，其主要功能包含激光点云预处理、滤波、分类、DEM制作及影像的纠正和镶嵌等[12]。

1　Lidar航飞项目常规调绘片制作方法

Lidar获取的数据主要分为Lidar点云和数码影像两部分，常规的调绘片制作流程分为如下几个步骤：

(1)对Lidar点云进行滤波和分类处理，提取并编辑生成DEM。

(2)对影像和POS数据进行整理和预处理，使用LPS、Inpho等航空摄影测量数据处理系统，结合POS数据和影像进行空三加密。在POS精度足够高的情况下，也可以直接使用POS进行立体定向。

(3)利用影像的外方位元素及Lidar点云制作的DEM进行原始影像正射(后称DOM)纠正，并且进行DOM的拼接镶嵌等后处理工作。

(4)根据地形图成图线位或成图范围制作调绘拼接线，根据该拼接线利用Erdas、ArcGis或者GlobalMapper等地理信息数据处理软件进行裁切。

(5)对调绘片进行旋转和整饰工作。

基于Lidar航飞数据的地形图成图项目常规调绘片制作流程如图1所示。

图1　Lidar航飞项目常规调绘片制作流程

相对于模拟和解析摄影测量时代的纸质调绘片制作方法，该方法的的制作过程比较简单，流程也很清晰，但随着航飞项目获取的数据量日益增大以及对生产周期的要求，其作业效率仍不能满足地形图生产的要求。

根据数个Lidar航摄项目的数据处理生产经验以及对TerraSolid的深入研究，提出一种基于TerraSolid的调绘片制作新方法，旨在更进一步提高作业效率。

2　基于TerraSolid的调绘片快速制作流程

以铁路带状地形图的调绘片制作为例，对基于TerraSolid的调绘片快速制作流程进行介绍。

长期以来，铁路行业的特殊性决定了其航空摄影航带设计不可能像其他行业一样成面状规则设计；另外，由于作业周期的原因，在行业中基本没有像测绘系统那样采用全野外调绘方式。为了提高工作效率，只能沿线位两侧进行外业调绘。因此，如何将调绘范围线绘制在调绘片上，方法至关重要。如果采用传统的作业方式，首先要在铁路线位经过的海量影像数据中选出有用的像片，然后再将几百甚至上千公里的铁路线位和调绘范围线描绘在像片上，以现在的工期要求及人力资源能力，难度极大。

基于TerraSolid的调绘片快速制作流程如图2所示。

2.1调绘拼接线制作

航带设计时，线路专业已经确定了铁路勘测工程初测阶段的线位，根据线位的走向、成图范围以及成图比例尺等技术要求，可以事先确定好调绘片的尺寸，并在CAD中制作好铁路工程全线的调绘拼接示意图(如图3)。

图2　基于TerraSolid的调绘片快速制作流程

图3　调绘拼接

2.2Lidar点云粗分类及影像纠正

Lidar点云粗分类根据地形范围创建工作区(block)，以工作区为单位进行；利用macro(宏)命令对多个block进行激光点云自动分类。通过批处理，可以将激光点云分离出多次回波的首次回波和中间回波点、低点、空中点、地面点及地面下的点等。在Tphoto中导入影像和影像对应的POS数据，利用Lidar点云粗分类后得到的地面点数据对影像进行数字微分纠正，如图4所示。

图4　点云粗分类及影像纠正

2.3调绘片批量裁切输出

在Tphoto中参照调绘拼接线，选中需要制作调绘片的范围框，设置好影像输出的相关参数，按每张调绘片的范围批量输出调绘片影像，如图5所示。

图5　调绘片批量裁切

2.4调绘片旋转及整饰

调绘片影像输出后，为方便外业人员打印及绘制调绘内容，可以使用photoshop或其他图像处理工具，对调绘片影像和调绘辅助要素进行叠加、旋转、尺寸修改及片号标注等整饰工作。制作的调绘片成果如图6所示。

图6　调绘片旋转及整饰

3　结束语

随着测绘技术的不断进步及测绘产品的多样化，测绘行业的勘测手段也需要借助科技的进步不断丰富和更新。提出基于Terrasolid的调绘片快速制作方法就是从这样的角度出发，利用新技术为外业调绘工作提供支持，制作调绘片的效率可提高50%以上。

[1]张祖勋.数字摄影测量与计算机视觉[J].武汉大学学报：信息科学版，2004，29(12)：1035-1039

[2]张剑清，潘励，王树根.摄影测量学[M].武汉:武汉大学出版社，2003

[3]吴彦格.航测外业调绘数字化研究[J].铁道勘察，2008，34(2):37-39

[4]张伟，白哗.航空摄影测量外业调绘的工作实践体会[J].建材发展导向，2011(6):463-464

[5]王红莲.航测外业调绘方法应用思路研究[J].科技创新导报，2010(30):106

[6]李芹.像片外业调绘生产工艺流程的改进[J].测绘与空间地理信息，2008，31(3):62-64

[7]张洪喜.几种航程外业调绘方法的比较[J].城市建设理论研究，2013(11)

[8]张大春，王国民.正射影像图技术在铁路勘测中的应用与发展[J].铁道工程学报，2007(1)

[9]杨少文.IMU/GPS辅助航空摄影新技术在铁路勘测中的应用[J].铁道勘察，2011，37(5):25-39

[10]滕刚，路莹新，孟婷.基于VirtuzoZo的航测内业DOM生成技术研究[J].测绘与空间地理信息，2012，35(5):196-197

A New Methodabout Rapid Production of the Annotated Photograph Based on TerraSolid

DENG Jiwei

2016-05-24

铁道第三勘察设计院集团有限公司基金支撑项目(7215104)。

邓继伟(1986—)，男，2010年毕业于武汉大学摄影测量与遥感专业，工程师。

1672-7479(2016)04-0015-02

P231.1；P225.2

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