数字地图的生产与技术方法

6.5.3　数字地图的生产与技术方法

地形图数据库的数据基础就是数字线画地图DLG、数字高程模型DEM、数字正射影像DOM和数字栅格地图DRG，以上4种数字地图产品被简称为地图4D产品(如图6-5-1所示)。

图6-5-1　数字地图4D产品

20世纪90年代以来，随着RS与GIS技术发展，形成了新的数字制图的生产技术。它是以栅格数据为主，兼容矢量数据，综合利用多种数据源，在GIS支持下实现多重信息高精度空间配准和变化生成的多种数字地图系列产品的系统技术。目前，我国就4D产品的生产已经建立起了一整套比较完整且规范化的生产技术与工艺流程，下面分别对4D产品的规模化和规范化生产技术和工艺流程作简要介绍。

1.数字栅格地图DRG的生产与技术方法

数字栅格地图DRG是现有纸质地形图经计算机处理后得到的栅格数据文件。每一幅地形图在扫描数字化后，经几何纠正，并进行内容更新和数据压缩处理，彩色地形图还应经色彩校正，使每幅图像的色彩基本一致。数字栅格图在内容、几何精度和色彩上与国家基本比例尺纸质地形图保持一致。它可以作为背景图，用于其他专题数据的参照和修测其他与其相关的信息;也可用于DLG的数据采集、评价和更新及与DEM，DOM等数据集成使用，从而提取、更新地图数据和派生出新信息。DRG的基本生产技术方法有两种:

(1)地形图扫描法。地形图扫描法是将印刷地形图或分版二底图进行扫描，生成数字栅格图像，然后对栅格数据进行图幅定向、几何纠正，编辑处理或色彩归化等处理生成的栅格数字地图。根据资料来源的不同又可分为直接法和叠合法。所谓直接法是指对纸质印刷地形图进行彩色(或黑白)扫描，然后进行几何校正、色彩归化(或二值化)等处理，最后生成DRG。而叠合法则对分版二底图分别进行扫描，分别进行几何校正、色彩归化，然后按坐标进行叠合生成数字栅格地图。叠合法除分版处理和数据叠合之外，生成单个二底图版的要求与工艺和直接法相同。

(2)转换法。转换法是将数字线画地图(DLG)数据按照图式要求符号化，并设定DRG生产规定颜色，然后进行矢量-栅格数据转换，生成DRG。这种方法在实际生产中很少采用。

2.数字线画地图DLG的生产与技术方法

数字线画地图的生产方法有如下3种主要形式。

(1)基于地形图扫描的矢量化法。这是目前最主要的获取数字线画地图的方法。其基本方法就是将地形图扫描后，经过图幅定向、几何校正后(这一部分工作实质上就是DRG图生产的主要部分)，通过人机交互矢量化，得到数字线画地图DLG。

(2)基于影像提取法。基于影像提取法，主要是利用DOM和调绘资料，采集相关的地理要素数据，获取DLG的方法。这种方法是更新DLG的主要方法。

(3)基于摄影测量的矢量化方法。基于摄影测量的矢量化方法主要有两种:一种是解析摄影测量的方法，一种是全数字摄影测量的方法。这两种方法的区别主要在于采用的摄影测量的方法不同，在矢量采集过程中的技术流程基本相同。

因为数字线画模型生产的方法不同，技术步骤与技术要求也不尽相同。对于基于地形图扫描矢量化法，它的技术步骤中扫描与几何校正和数字栅格地图生产基本相似，最主要的步骤是人机交互矢量化和数据编辑;对于基于影像提取法，它的主要步骤也是人机交互矢量化和数据编辑;而对于摄影测量矢量化方法，除了数据编辑外，最重要的部分在于立体测图。

3.数字高程模型DEM的生产与技术方法

数字高程模型的生产主要有两种方法:一种方法是以现有地形图为资料，通过地形图等高线矢量化，内插建立DEM;另一种方法是以航空或航天影像为数据源，通过全数字摄影测量方法用软件直接生成DEM。

(1)基于地形图扫描的矢量化法。该方法获取DEM数据的成本较低，数据质量也能够得到保证，是目前常用的方法。其基本方法就是将地形图扫描后，经过图幅定向、几何校正后，通过对等高线、高程点、水域等与地形有关的要素进行人机交互矢量化，赋予正确的高程，然后构建TIN，内插生成DEM。

(2)基于全数字摄影的测量法。该方法获取DEM数据精度高，质量好，是获取DEM的重要手段。其基本方法是将航片影像扫描，然后经过空中三角测量、数字影像定向，建立立体模型，采集地形信息，经人机交互编辑，使用软件自动获取DEM。

4.数字正射影像地图DEM的生产与技术方法

作为具有精确测量性能的数字正射影像地图的生产途径有两种:一种是基于立体影像匹配的数字摄影测量法，另一种是基于DEM的单片数字微分纠正方法。这两种方法的主要区别在于DEM的建立过程不同。数字摄影测量方法是直接利用全数字摄影测量软件建立立体模型，从而采集DEM(实质上与基于数字摄影测量方法获取DEM相同)，然后进行数字影像微分纠正;而单片数字微分纠正方法则是利用已有的DEM数据，进行单片数字影像微分纠正。