数字城市影像挂图编制技术和方法_以韶山市正射影像挂图为例.docx

数字城市影像挂图编制技术和方法以韶山市正射影像挂图为例唐国礼（湖南省第一测绘院，湖南 衡阳 421001）摘 要：随着数字城市建设的迅速发展，影像挂图编制也越来越普遍。笔者以编制韶山市正射影像挂图为例， 详细介绍了影像挂图编制的技术和方法，为同行提供一些参考和帮助。关键词：dom；影像挂图；编制地理信息数据是数字城市中的数据基 础，其中 dom（正射影像图）数据是数字城市基础地理信息数据 的主要内容之一。近年来，由于数字城市建设的迅速发展， 各种影像图编制也越来越普遍。与普通地图相比，影像 图具有丰富的地面信息，内容层次分明，图面清晰易读， 充分表现出影像与地图的双重优势。笔者利用数字湘潭 的 dom 和 dlg（数字线划图）数据编制了韶山市正射 影像挂图。此图直观地反映地理信息，展现韶山市城区 及周边状况，有利于人们获取真实、感兴趣的地理信息， 方便旅游和出行。1主要内容根据地图编制要求及影像图特点，影像挂图主要内 容包括数学要素、地理要素和辅助要素。其中数学要素 为比例尺及地图定向；地理要素包括公路、铁路、河流、 地名、符号、影像等；辅助要素包括图名、图廓、图例、 图幅整饰等。2编制技术和方法影像挂图是以航空和航天遥感影像为基础，经几何纠正，配合以线划和少量注记符号，将制图对象综合表 示在图面上的地图，是直接反映制图对象地理特征及空 间分布的地图。影像挂图编制技术主要包括两个方面： 一是遥感影像制作；二是挂图编制。为了有效利用数据 资源，提高效率，应先确定挂图范围。2.1 影像挂图范围确定方法首先确定影像中心区。一般应以城区为中心区向外 扩散，但是如果需要重点表现某一方面，如旅游、休闲、 交通等，就应该着重考虑所要表现的那一方面。如韶山 市正射影像挂图主要体现旅游，而韶山市的旅游景点大 都分布在市区西边，所以确定范围时，中心区设定不在 城区，而是在毛泽东故居和城区之间。其次，确定影像范围大小。影像范围大小关系到 dom 拼接图幅，以及 dlg 数据处理工作量，所以要慎 重考虑。方法是：根据中心区大小，用矩形框圈定，矩 形框的长短边之比应近似黄金分割。2.2 遥感影像制作由于 dom 影像是 1 2000 标准分幅的，所以应按 影像范围把该区域内的 dom 拼接成一幅整图。根据需 要对影像进行局部色彩调整，使整图色调均匀柔和、反差适中、纹理清晰、细节清楚、无拼接明显痕迹，图面 无颜色模糊、偏色、缺色、无变形、拉花、错位、扭曲、 重影等。技术路线如下：2.2.1 dom 检查收集的 dom 数据一般不存在大的问题，但为了保 障成果质量，应着重检查影像是否有异常，色彩是否偏 差较大，坐标是否与 dlg 数据一致等。2.2.2 dom 镶嵌dom 镶嵌主要是把多幅影像拼接成整 幅。dom 地面分辨率为 0.2 米，拼接成整幅，由于数据量特别 大，影响运行速度，因此在不妨碍影像判读和信息获 取的情况下，对 dom 重采样为 0.5 米。影像匀光软件 geododging 和 arcgis 软件配合使用，可有效提高效率。 geododging 软件镶嵌速度较 arcgis 快，但数据量过大， 则不能拼接。采用方法是用 geododging 拼接成 4 幅，再 用 arcgis 把 4 幅拼接成整幅。2.2.3 色彩调整对拼接后的影像色彩进行局部调整。主要包括匀光 匀色、去薄云以及影像增强处理。匀光匀色就是处理影 像的亮度和色彩，使影像达到反差均匀、色彩均衡的效 果。彩色影像的调整很少需色阶调整，只要色彩输出量 化值选定，对红、绿、蓝三色曲线进行调整，即可得到 比较接近自然的影像。经过比较实验，当红、绿、蓝三 色中间值为 150 时，影像色彩还原清晰逼真。调色时选 区不宜太小，不宜选择地物过于集中处，基本上先对中 心投影区较亮的部分作为选区，调整后，进行反选再调 整周边较暗区。色彩调整多少会带来影像信息损失。色 彩、亮度变化越大，信息损失也越大。影像调整时切勿 调整过大或反复调整，尽量减少影像细部信息的损失。 去薄云是处理 dom 局部小范围内的薄云遮盖。主要方法是利用同态滤波以及修改光照度、反射率和截取频率， 达到去云效果，使影像清晰。影像增强就是采用滤波和 直方图拉伸方法对影像进行处理，使影像直方图尽量呈 正态分布，纹理清晰，无显著噪声。2.2.4 局部修正局部修正就是对局部影像出现重影、变形、拉花、 错位、扭曲等的处理。重影一般出现在图幅拼接处。制 作 dom 旁向拼接处理时，由于上下航线投影变化大， 不进行人工干预，经常会在接边处产生重影、模糊。对 于城区高大建筑，由于没有 dem 的改正，投影差无法 消除，因此，在接边处也会产生重影。处理方法是： 选择较小的羽化值 10 30 象素为拼接过渡。拼接线 取近似直线的平滑曲线效果最好，避免取小角度折线。对无法消除的拼接缺损应用单模型正射影像修补。而 对于变形、拉花等则用 photoshop 图像软件进行局部调 整处理。2.2.5 影像变换根据 dlg 数据要求对影像进行投影变换，使之与 dlg 数据坐标一致。2.2.6 影像裁切根据影像范围裁切影像，作为挂图的基础底图。2.3 挂图编制挂图编制主要内容包括数据资料分析、版式版面设 计、地理要素处理、正射影像处理、地名地址处理及地 图综合处理等。流程如下：第一步，数据资料分析。数据资料包括：1 500dlg、 1 2000dlg 数据库、地名地址数据库、1 2000dom 数据库。由于软件操作平台是 mapgis k9，所以需要把 dlg、dom 和地名地址数据转换成 mapgis 的文件格式。 dlg 数据库坐标系统为 1980 西安坐标系，所以把地名 地址数据和 dom 数据统一变换为 1980 西安坐标系。第二步，版式版面设计。地图版式版面的设计内容 为图名、图框、图例、比例尺和主图区及图面配置等。 设计原则和方法是：确定地图性质、特点与制图范围。确定地图内容并制订地图图例。根据地图用途、地图 内容及分类、分级系统，设计相应符号系统、逻辑地排 列组成地图图例表。确定地图数学基础。研究制图 区域地理特征，制图对象的分布规律，制定地图概括的 原则、方法与指标等。图面配置既要充分地利用地图 幅面，又要使图面配置在科学性、艺术性和清晰性方面 相互协调。影像作为地图的基础，图面内容尽量以影 像信息为主，其他要素为辅。设计工作可先进行样图试验，以便检查各项规定是 否可行，能否达到预期效果。样图检验最好采用几个方案， 以便对比分析选出最佳方案。版面大小要考虑纸张尺寸， 长宽边一般宜为 1.8 米和 1.2 米左右，具体情况可视要求 而定。为了保证挂图印制效果和人们读图方便，比例尺 设计不应大于 1/15000，尽量控制在 1/10000 内。版式版面设计后，用图框边线裁剪地理要素、影像 和地名地址数据，方便后面工序操作。第三步，地理要素处理。地理要素主要是 dlg 数据， 包括铁路、公路、水系、境界、注记等。数据提取原则：舍小留大，取长去短。舍去一些小路、沟渠，留下长 度较长、宽 10 米以上的道路以及大的河流和干渠。综 合取舍，根据影像显现的形状，对一些道路边线综合， 把弯曲较多，影响图面效果的河流和道路边线化简，对 一些细微部分的线条直线化处理。具体处理方法为：铁路以单线表示，符号化成黑白相间的线型，复线铁路 用双线，站台处多条铁路可用多线表示。公路，包括 等级公路和城区街道。路面用颜色填充，边线用灰色实 线表示，在道路转弯处，参照影像用弧线重新采集处理。由于影像上显示的水系颜色一般较暗，且各个图幅之 间的水系颜色有差别，不协调，所以需要对水系进行构 面填色。对河流，以及较宽的沟渠、较大的水库、鱼塘 重新构面，以浅蓝色填充。边线可从 dlg 中提取，也可 根据影像采集，以深蓝色表示。境界保留乡镇级以上， 对照影像修正，折点多的地方需要删除多余点，处理原 则是在尽量保持境界线走向的情况下，去繁就简。注 记主要是行政区注记，包括乡镇注记、相邻县市区注记 和驻地名称，注记颜色应鲜艳、突出，字体不同于一般 地名。第四步，地名地址处理。影像图上最能反映人们需 要的，人们最感兴趣的地理要素，莫过于地名地址了。 地名地址数据主要包括：行政机关、团体、企事业单位、 有纪念或指示意义的名称、道路名、河流名、铁路名、 自然地名以及驻地名称等。（1）地名选取要求行政机关、团体名称，包括市委、市政府、各局 委办等。视图面载负量，行政机关名称一般都要求保留， 团体组织名称可取舍。企事业单位，包括学校、医院、工矿企业等。学 校和医院一般都要求保留，如果图面载负量较大，则可 以舍去小学或一般诊所名称。工矿企业城区范围选取较 大的单位名称，城区周边因为单位名称很少，一般应予 以保留。有纪念或指示意义的名称，包括广场、车站、旅 游地、桥名等。广场一般选取有纪念意义的或大型活动 场地的名称；车站、桥梁全部选取；旅游景点名称全部 保留，特别是与旅游相关的地名应多保留，如景区周边停车场、住宿餐饮名等。道路、河流和铁路名，全部选取。自然地名，根据图面载负量取舍。城区自然村， 一般予以选取；周边地名根据居民地集散程度、是否有 方位意义等条件进行选取；农村部分应全部选取。（2）地名地址处理地名注记处理 为了突出表示地名要素，一般采用比较鲜艳的颜色表示。如市委、市政府用红色，水系名称如河流名用蓝 色，公路、铁路名用黄泥色，行政单位名称用红色。字 体建议采用黑体或宋体，字列方向用雁行、水平、垂直 或屈曲字列；水系名称，如河流名，字体左斜表示。城 区主要道路和高速公路名称用大号的字，如城区主干路、 韶山大道，次要的道路名称和街道名称用小号的字，如 沁园路。道路、铁路名，根据图面要求进行调整位置、 字头朝向。依照一定的间隔配置道路、铁路和河流名称。 注记名称可加白边，突出与影像颜色的区别。注记符号处理 符号设计原则，使所设计的符号和色彩与制图对象建立一定联系，使各符号和色彩含义明确。各符号和色 彩既要有系统性 , 又要有差异性 , 使读图者获得较好的感 受效果。行政机关、团体、企事业单位、有纪念意义的广场 和旅游地、大型市场、停车场旁加注记符号点表示位置。 公路、铁路、桥、自然地名等表示片区的不加注符号点。 市委、市政府驻地用红色“”表示，行政机关、团体、 企事业单位驻地用粉色“”表示，酒店、旅游景点、车站等用象形会意符号表示，如古井用 表示，学校、 医院用图式约定符号表示。第五步，地图综合处理。地图综合主要是把影像、 铁路、公路、地名、符号等要素叠加一起，并按显示顺 序排列，再添加图例、图框、图名和比例尺等，形成一幅完整的影像挂图，查看图面整体效果，进行修改、调整。 第六步，输出检查和成果整理。修改整饰完后，输出 400dpi 分辨率的 jpg 图打印检查。主要检查内容：版面设计检查，主要检查版式版面设计是否合理，是 否符合现实情况，是否存在缺陷等。数据资料检查， 主要检查坐标系是否符合设计要求、采用的数据是否为 最新数据、是否存在重大错漏资料等。图形图面检查， 检查内容主要包括：图面色彩配置是否合理、协调，各 地理要素层次配置是否合理，各线划要素是否与图面融 洽，影像是否失真、变形，注记符号大小、配置是否恰当， 地名地址选取是否合理，是否满足相关要求等。3成果实例（部分）4结论影像挂图具有信息的综合性、数据的准确性、使用 的方便性、风格的突出性等四个特征。随着遥感影像的 应用越来越广，这种既有影像又有地图特征的编图也会 越来越多。如何在地图编制和设计上实现创新，提高实 用价值，满足不同人群的需求，应是探索和研究的方向。参考文献：1 王家耀，孙群，王光霞，等 . 地图学原理与方法 m. 北京： 科学出版社，20062 祝国瑞 地图学 m. 武汉：武汉大学出版社，2010.3 国家测绘地理信息局职业技能鉴定指导中心 测绘综合 能力 m. 北京：测绘出版社，20124 国家测绘局 .ch/t 9008.3-2010 基础地理信息数字成果 1 500、1 1000、1 2000 数字正射影像图 s. 北京：测绘出版社，20105 国家质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员 会.gb/t 20257.2-2006 国家基本比例尺地图图式第2部分： 1 5000 1 10000 地形图图式 s. 北京：中国标准出版 社，2006基于 silverlight 技术和wcf 服务的 webgis 应用框架研究唐芝青，吴斌辉，黄逸帆，曹吉萍（湖南省第二测绘院，湖南 长沙 410119）摘 要：本文首先分析了传统 webgis 存在的不足，随后介绍了 ria 技术、silverlight 技术和 wcf 服务，并 提出基于 silverlight 技术和 wcf 服务的 webgis 框架。在描述了框架的目标后，较为详细地分析了框架的结构。 最后，本文以该框架在财政预算审批空间可视化管理系统中的应用为例，介绍了框架中关键的表示层和 wcf 服 务层的实现过程。关键词：silverlight；wcf；webgis；财政预算审批管理系统0引言webgis（web geographical information system）是 internet 技术与 gis 技术的结合。它通过