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激光点云和数字线划地图(DLG)是如何联结的?

发布日期:2019-04-04 17:56 浏览量:102

激光点云,通常被业内人直接称为点云,它是利用激光在同一空间参考系下获取物体表面每个采样点的空间坐标,得到的是一系列表达目标空间分布和目标表面特性的海量点的集合,这个点集合就称之为“点云”(PointCloud)。

 

在数字化测图中,最常见的测绘产品就是数字线划图,外业测绘最终成果一般就是DLG。数字线划地图(DLG)是与现有线划基本一致的各地图要素的矢量数据集,且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。数字线划图能全面地描述地表现象,色彩丰富,能满足各种空间分析要求,可随机地进行数据选取和显示,与其他信息叠加,可进行空间分析、决策。

 

数字线划地图相对于传统的纸质地图生产效率更高、质量更好,通过对DLG数据的更新,可为政府决策、社会提供更好的服务。接着我们就来看看利用分类后合格的激光点云更新 DLG 数据。

 

一、数字线划地图(DLG)数据制作的总体要求

使用点云分类成果中的地面点和特征线生成等高线,参数可根据不同区域地貌的特点设定。总体要求如下:

1)等高线在生成时不应该出现各种系统性偏移;

2)等高线要连续,不能有伪节点,坎、堤等人工要素上的等高线不进行处理,下一工序编辑时进行处理;

3)等高线的修改范围一般不应超过1/6等高距;

4)每个图幅可能包含多种地貌类型,根据图幅内不同地貌类型,使用不同的平滑参数,确保等高线的表示合理,真实地反映地貌类型;

5)平滑要根据地形地貌特点进行适度的调整,不能过度平滑,避免等高线失真,微地貌要保留;

6)面积小于1600m2的等高线酌情处理,但关键位置的等高线要保留;等高线取舍后,要保持原有地貌特征,例如破碎地貌不能处理成完整地貌的,取舍指标按地貌特征适当调整。

 

二、等高线制作

1、数据预处理和参数设置

水稻田一般不应有等高线,因此在水稻田中可以进行大幅滤波,去除水稻田中无意义的等高线。根据相应生产软件设置等高线生成的滤波参数并依据相应地面特征设置平滑参数。

 

2、等高线制作过程

利用分类后的点云数据,使用其中的地面点层和特征点、线、面生成等高线。在初始等高线的基础上去除噪音,平滑消除不必要的毛刺,对小的气泡进行合理取舍,从而得到等高线成果。等高线按照等高线的属性与代码进行赋值。

 

3、等高线编辑

由于机载激光雷达点云数据精度较高,以此生成的等高线能较好地反映出地貌的微特征,同时也会伴随产生等高线的抖动和气泡,依据地貌特征将等高线进行合理的编辑与优化。等高线应该真实地表示出各类地形的地貌特征;等高线应连续,不得自相交、打结,不得有明显变形和打折;等高线必须赋高程值和代码。

等高线编辑基本要求

1)等高线在生成时不应该出现各种系统性偏移;

2)生成的等高线应进行平滑处理;

3)坎、堤等人工要素上的等高线不进行处理,以便下一工序转换成相应要素时进行比高和点位处理;

4)数据编辑时,等高线应保持连续不间断,尤其是堤、乱掘地等人工地物;

5)等高线应该真实地表示出各类地形的地貌特征,尤其是坎、陡坡、陡崖等内容;

6)破碎地貌进行合理取舍;

7)对不合理的地貌可做适当修改,地貌可在1/6等高距范围内修改,特殊情况可以放宽到1/3等高距;

8)处理微小等高线,合理取舍;

9)等高线赋值要连续,不能丢失等高线;

10)等高线要编码,特别注意等高线的属性填写,TYPE字段中正向地貌填写1,负向地貌填写-1,其他填写0。

 

4、等高线圆滑与抽稀

1)初始生成的等高线要进行取舍和圆滑编辑工作,通过采用高斯多项式函数生成平滑曲线,也可以采用多项式的阶贝塞尔曲线(Bezier)或样条曲线(Spline),但是提交数据时必须重采样成标准的PolyLine,也就是将贝塞尔、圆弧和椭圆弧等曲线转换为标准线段,以保证数据入库不丢失或变形。等高线要考虑整幅图的特点适当圆滑,采用整体圆滑和局部圆滑相结合的方式实现圆滑既到位又不失真。

 

2) 等高线经过圆滑处理后,会产生很多冗余点,保证等高线变形较小情况下完成点抽稀,通常采用形状识别技术找出折弯并分析其特征,然后消除无关紧要的多余节点,在抽稀过程中也要考虑到整体抽稀和局部抽稀相结合。

 

5、等高线接边

等高线数据接边包含位置接边与属性接边。

1)相同等高距接边

①同属性要素才能接边,要检查要素代码与高程值的正确性;

②接边后要素几何形态要合理,等高线平滑自然,防止硬接;

③接边差<3m时可只移动一方接边;

④接边差在3—6m时,两边向中间各移一半;

⑤接边差>6m时应分析原因合理处理。

 

2)不同等高距接边

不同等高距的图幅接边,只接同高程的等高线,以精度高的图幅为准顺势处理。

3)跨带接边

跨带接边,将邻带图幅动态投影进行矢量数据接边。

 

三、高程点提取

1、高程注记点提取总体要求

1)应选在明显地物点和地形特征点上,每个公里格网分布9—13个高程注记点,优先采在一、二级方位物处,然后采集到地形变换处,其余呈“品”字形均匀分布。采集时参考影像和DLG,注意在道路交叉口、地貌特征点处选取高程注记点。

2)高程注记点选取时,区域的最高点和最低点都应被体现。

3)高程注记点的高程值,必须同点云的高程值同值。

4)高程注记点和等高线不能存在点线矛盾,避免高曲矛盾。

 

2、高程注记点提取具体要求

1)高程注记点点位选取

将数字线划地图(DLG)和等高线套合,按照一、二类方位物和地形变化处优先,其余呈“品”字形均匀分布,应注意适当选取部分水涯点作为高程注记点,地形变换处适当采集高程注记点。

 

2)高程值提取方法

采用分类后的地面点及约束要素构TIN,提取相应位置高程注记点的高程值。

3)高山地

山顶的闭合等高线中要有高程注记点,著名的山峰,主要山顶、鞍部、隘口、盆地、洼地,以及各种重要地物点处都应有高程注记点。

4)复杂、破碎地貌

以能够反映地貌特点为原则,负向地貌多的地方采集正向地貌的高程注记点,正向地貌多的时候采集负向地貌的高程注记点。

 

四、数字线划地图(DLG)更新数据质量控制

1、检查方法

以分类后的点云和约束要素构TIN生成等高线为检查依据,不以数字高程模型反生的等高线为依据。在检查软件中,叠加成果等高线,检查套合差,不能出现系统偏差、综合过大和局部变形。

 

2、等高线质量检查内容

1)数据内容完整,数据分幅、坐标系统、数据格式等均正确;

2)等高线不能出现系统偏差;

3)等高线与点云地面点直接生成的等高线精度保持一致;

4)等高线的编辑与取舍合理;

5)等高线连续表示,不存在高曲、水曲矛盾,不存在相交、伪节;

6)等高线数据高程精度应满足要求。

 

3、高程注记点质量检查内容

1)数据内容完整,数据分幅、坐标系统、数据格式等均正确;

2)高程注记点点位选取到位,分布合理;

3)高程注记点赋值正确,无高曲矛盾。

 

综上所述,数字线划地图(DLG)在土地使用规划与控制、城市建设管理、道路交通建设与管理等领域得到应用,数字线划地图对各领域工程的顺利开展起到十分重要的作用。

 

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