劉勝利++朱春蓮

摘 要：通過(guò)分析城市地質(zhì)調(diào)查工作對(duì)地形圖需求，及需求瓶頸，說(shuō)明地形圖現(xiàn)勢(shì)性不足以滿足工作需要，獲取制圖資料途徑，分析制圖資料間關(guān)系、利用程度和方法，結(jié)合實(shí)際案例分析制圖區(qū)域特征，指出以基本資料圖為基礎(chǔ)，以補(bǔ)充資料為數(shù)據(jù)源修編地形圖的技術(shù)方法和編圖方向。

關(guān)鍵詞：城市地質(zhì) 地理底圖 制圖資料 修編

中圖分類(lèi)號(hào)：P28 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（a）-0241-02

地形圖是地形測(cè)量或遙感資料解釋繪制的，是經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和科學(xué)研究中不可缺少的工具；也是編制各種更小比例尺普遍地圖、專(zhuān)題地圖和地圖集的基礎(chǔ)資料。

因自然和人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響，經(jīng)過(guò)一定時(shí)期后，地形圖現(xiàn)勢(shì)性會(huì)發(fā)生一定的變化，尤其經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)，在大規(guī)模的城市建設(shè)，舊城改造，新城區(qū)擴(kuò)張，城市面貌，特別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素變化深刻。

長(zhǎng)江中游城市群伴隨中部經(jīng)濟(jì)崛起及武漢城市圈所引領(lǐng)的湖北東部經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展，城市地下空間開(kāi)發(fā)利用、城市環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和保護(hù)等工作日益重視，急需摸清城市地質(zhì)地質(zhì)環(huán)境。自2008來(lái)，武漢市已先后啟動(dòng)了武漢城市圈環(huán)境地質(zhì)調(diào)、武漢深部巖溶地質(zhì)調(diào)查、武漢三維地質(zhì)填圖等專(zhuān)門(mén)性的城市地質(zhì)工作。

地形圖是地質(zhì)工作立項(xiàng)、論證、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、研究、調(diào)查和成果集成必不可少的基礎(chǔ)資料，資料的現(xiàn)勢(shì)性是工作質(zhì)量的重要保證。

1 地質(zhì)調(diào)查對(duì)地形圖一般要求及存在問(wèn)題

地質(zhì)調(diào)查一般是以一定比例尺地形圖為基礎(chǔ)進(jìn)行地質(zhì)填圖或地質(zhì)測(cè)量，其工作部署、設(shè)計(jì)等都要在地形圖上進(jìn)行，包括調(diào)查路線設(shè)計(jì)、鉆孔布置、地面物探布線等工作，而地形圖現(xiàn)勢(shì)性對(duì)工作質(zhì)量有直接影響。現(xiàn)勢(shì)性不好，地形地物與實(shí)際不符，調(diào)查線路會(huì)布置得不合理，鉆孔也可能布置到建筑物等不合理的地方。

以武漢深部巖溶區(qū)項(xiàng)目武昌圖幅野外工作為例，先期用1993版地形圖，因未考慮湯遜湖周邊大學(xué)城及其它建設(shè)，經(jīng)過(guò)20多年發(fā)展，交通及城市建設(shè)已發(fā)生了巨大變化，在調(diào)查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)所用地形圖與實(shí)地差別極大，導(dǎo)致工作不能順利進(jìn)行。

地質(zhì)調(diào)查填圖或地質(zhì)測(cè)量精度有明確的要求，所采用的各種手段和方法，若因地形圖現(xiàn)勢(shì)性不足，會(huì)影響調(diào)查成果質(zhì)量，也不能很好的揭示工作區(qū)地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展及其規(guī)律。

2 地形圖現(xiàn)勢(shì)性

2.1 制圖資料

制圖資料包括基本資料和補(bǔ)充資料?；举Y料一般是地質(zhì)調(diào)查規(guī)定精度的同等比例尺或更大比例尺地形圖。補(bǔ)充資料用于補(bǔ)充和修正基本資料的不足，可選用最新行政區(qū)劃圖、交通圖、航片、衛(wèi)片，及其它可用的圖形資料、文字資料或數(shù)據(jù)資料，以及野外工作過(guò)程所采集到居民地、山峰等有關(guān)資料。[1-2]

2.2 制圖資料現(xiàn)勢(shì)性

地質(zhì)調(diào)查所用基本資料地形圖，來(lái)源的主要途徑是到國(guó)家測(cè)繪管理部門(mén)購(gòu)買(mǎi)或相關(guān)領(lǐng)域收集，而購(gòu)買(mǎi)或收集地形圖，往往因測(cè)繪產(chǎn)品保密特殊性，存在兩方面問(wèn)題，一是收集周期長(zhǎng)，二是成圖年代久，資料現(xiàn)勢(shì)性嚴(yán)重不足，不能滿足需求。

2.3 現(xiàn)勢(shì)性不足的解決方法

地質(zhì)調(diào)查工作所用地形圖，往往要進(jìn)行地圖編繪，才能得到適應(yīng)需求的簡(jiǎn)化地形地理底圖。而制圖資料是確保地理底圖質(zhì)量的重要因素。

3 制圖資料的收集

武漢巖溶塌陷調(diào)查，為屬?lài)?guó)家重點(diǎn)地區(qū)巖溶塌陷調(diào)查項(xiàng)目子項(xiàng)，自2012年始至2014年，已先后開(kāi)展了武昌幅、漢陽(yáng)幅、金口鎮(zhèn)幅等1∶50000巖溶調(diào)查。下面以此為案例論述資料選取原則及編繪地形地理底圖方法。

原則，盡量收集距項(xiàng)目工作年最近的基本資料和補(bǔ)充資料，充分利用項(xiàng)目已有遙感影像資料，盡可能利用開(kāi)放性免費(fèi)資料，以實(shí)用、經(jīng)濟(jì)快速編圖為目的。

基本資料情況：為1∶5萬(wàn)矢量地形要素（DLG）地形圖，為“十五”國(guó)家基礎(chǔ)地理信息庫(kù)建設(shè)工程完成，經(jīng)與紙質(zhì)地形圖對(duì)比，三幅圖均實(shí)為1993前出版的紙質(zhì)地形圖數(shù)字化成果。

補(bǔ)充資料情況：①2008年版“武漢市地下水區(qū)劃圖”（柵格數(shù)據(jù)）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“區(qū)劃圖”），比例尺為1：15萬(wàn)，②2007年產(chǎn)1∶5萬(wàn)正射SPOT5衛(wèi)星影像，③2013年GOOGLE地圖影像。④百度地圖。

4 資料質(zhì)量分析

（1）基本資料與補(bǔ)充資料SPOT5衛(wèi)星影像對(duì)比分析、與GOOGLE地圖影像對(duì)比分析，武昌、漢陽(yáng)、金口鎮(zhèn)三幅圖形，除中心城區(qū)變化稍小，城郊結(jié)合部及遠(yuǎn)城區(qū)，居民地、街道、道路差別很大，基本資料反映為農(nóng)村式居民地、低等級(jí)道路，而在影像圖上反映為城市式居民地和街區(qū)，路網(wǎng)發(fā)達(dá)，基本資料上反映為水域的部分地區(qū)，大多變成了居民區(qū)和街道，2000年后修建的快速城市高等級(jí)出口道路、及長(zhǎng)江上新建的軍山大橋、長(zhǎng)江二橋、天興洲大橋、二七大橋，武廣高鐵等均沒(méi)有反映。典型的有東西湖區(qū)常青花園，基本資料圖為養(yǎng)殖魚(yú)場(chǎng)；與湯遜湖比鄰的廟嶺大學(xué)城，基本資料圖為江夏區(qū)農(nóng)村，有部分城鎮(zhèn)式居民地，但大多數(shù)為零星分布的農(nóng)村式居民地。

（2）“區(qū)劃圖”為武漢市勘測(cè)院2011完成項(xiàng)目，含有較完整的武漢城區(qū)及郊區(qū)道路網(wǎng)和內(nèi)部環(huán)線、行政名稱(chēng)等。缺點(diǎn)是比例尺較小，投影參數(shù)及坐標(biāo)系不詳。

（3）SPOT5衛(wèi)星影像與GOOGLE地圖影像對(duì)比，前者為正射投影影像，北京54 坐標(biāo)系，后者為84坐標(biāo)系、非正射投影影像。前者影像清晰度一般、部分地方辨識(shí)困難，后者清晰度高，同時(shí)內(nèi)容也新，可彌補(bǔ)前者不足。

（4）百度地圖，含有較完整和清晰的居民地及其它注記名稱(chēng)，可作為名稱(chēng)注記修編來(lái)源。

5 編圖技術(shù)要求和方法

（1）基于所編地理底圖用于工作布置及野外踏勘、最終成果等目的，以基本資料地形圖為基礎(chǔ)，以補(bǔ)充資料為數(shù)據(jù)源修編基本資料地形圖，側(cè)重修編水系、道路、街區(qū)和重要建設(shè)工程（如大型橋梁等）。

（2）統(tǒng)一坐標(biāo)系，基于基本資料圖和SPOT5衛(wèi)星影像均為北京54坐標(biāo)系，擬定最終編繪地理底圖坐標(biāo)系為北京54坐標(biāo)系，通過(guò)一定技術(shù)方法，將其它補(bǔ)充資料也轉(zhuǎn)換為北京54坐標(biāo)系。endprint

（3）以MAPGIS6.7或ARCGIS9.3為工作平臺(tái)，進(jìn)行影像配準(zhǔn)、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、圖形編輯和數(shù)字化。

（4）考慮地質(zhì)調(diào)查圖件需要，主要反映水系、居民地、道路、地貌等地理要素（行政界線與基本資料圖一致）。

6 影像配準(zhǔn)與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法

在數(shù)字化地圖制圖中，影像（圖像）配準(zhǔn)，多指將不具備投影參數(shù)的圖片，通過(guò)一定的數(shù)學(xué)方法轉(zhuǎn)換成與標(biāo)準(zhǔn)地形圖（或?qū)?yīng)區(qū)域地形圖）對(duì)應(yīng)地理位置一致。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，則指將一種投影的地圖（矢量或柵格），通過(guò)一定的數(shù)學(xué)方法（若參考橢球不同，則多用三參數(shù)法、或七參數(shù)法）轉(zhuǎn)換另一種投影。

目前大多數(shù)圖像配準(zhǔn)方法通?？煞謨深?lèi)：基于特征的方法和基于區(qū)域的方法?；谔攸c(diǎn)的方法首先在圖像中提取特征，然后利用特征間的相似性進(jìn)行匹配。常用的基于特征的方法包括了基于點(diǎn)特征、線特征和面特征三種[3]。

三參數(shù)法與七參數(shù)法均依賴(lài)特定的測(cè)量控制點(diǎn)，因保密原因，獲取困難，費(fèi)用也高，通過(guò)前述資料質(zhì)量分析，本文提出基于點(diǎn)特征點(diǎn)方法處理圖像，可不考慮參考橢球影響。

MAPGIS和ARCGIS均能進(jìn)行影像配準(zhǔn)和投影轉(zhuǎn)換，考慮地質(zhì)成果數(shù)據(jù)為MAPGIS格式，擬選前者為工作平臺(tái)，具體方法如下：

（1）打開(kāi)MAPGIS67影像分析處理程序，打開(kāi)并轉(zhuǎn)換一幅標(biāo)準(zhǔn)正射SPOT5衛(wèi)星影像圖片成MAPGIS內(nèi)部格式（MSI），在影像校正工具菜單中打與這對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)圖框，采集控制點(diǎn)（只要四個(gè)角點(diǎn)），再進(jìn)行影像精確幾何校正，就可生成一幅配準(zhǔn)有標(biāo)準(zhǔn)投影的MSI文件。

（2）GOOGLE地圖影像網(wǎng)上下載，方法是通過(guò)成都水經(jīng)注科技公司谷歌衛(wèi)星下載器下載所需標(biāo)準(zhǔn)圖幅影像（實(shí)際比標(biāo)準(zhǔn)圖范圍略大）。

（3）以上述配準(zhǔn)好SPOT5衛(wèi)星影像為參照，重復(fù)“1“的過(guò)程，打開(kāi)并轉(zhuǎn)換GOOGLE地圖影像成MAPGIS內(nèi)部格式（MSI），選擇若干均勻分布的特征控制點(diǎn)（如道路的交叉點(diǎn)、建筑物的拐點(diǎn)等），經(jīng)影像精確幾何校正，就可一張近似正射影像（如圖1）。

（4）“區(qū)劃圖”的處理，以一張1∶100000大武漢基礎(chǔ)地理底圖（矢量格式）（54坐標(biāo)系）為參考，仍重復(fù)“1“的過(guò)程，打開(kāi)并轉(zhuǎn)換“區(qū)劃圖”，選擇若干均勻分布的特征控制點(diǎn)（如道路的交叉點(diǎn)、河流交匯處等），經(jīng)影像精確幾何校正，再經(jīng)投影變換成1：50000，就可得到一張與標(biāo)準(zhǔn)地理底基本吻合的參考圖像。

7 實(shí)際應(yīng)用

（1）以漢陽(yáng)幅為例，其地理特征以漢江為界，北部為漢口和東西湖區(qū)，地勢(shì)平坦，海拔高程多在20 m左右；南部為漢陽(yáng)、漢南和蔡甸區(qū)，地勢(shì)自西南向東偏北由低山向平原區(qū)過(guò)渡，最高海拔111 m，間龍崗，湖區(qū)等水體分布較廣。

（2）與現(xiàn)勢(shì)資料相比，全圖幅主要變化特征是城區(qū)由市中心向外擴(kuò)展，新增道路網(wǎng)、街區(qū)等地理要素沒(méi)有表達(dá)，水域也有變化，部分原為湖區(qū)（或沼澤）已變成城市居民地。個(gè)別山體因采礦而發(fā)生了局部形態(tài)變化，但總體地貌特征變化不明顯，又因缺少DEM數(shù)據(jù)，地貌修編方法是只刪除不合理等高線和不合理的高程點(diǎn)。原湖區(qū)（或沼澤）變?yōu)榫用竦氐?，根?jù)制圖綜合原則，進(jìn)行較大程度取舍，將街區(qū)、居民地的主要輪廓特征表示出來(lái)，同時(shí)合理處理街區(qū)與外部道路網(wǎng)協(xié)調(diào)和選取密度。

（3）水體的主要變化總體特征是水域面積縮?。ㄒ蛱盥瘢?，根據(jù)SPOT5衛(wèi)星影像（參照GOOGLE地圖影像）修編實(shí)際水體邊線。

（4）道路網(wǎng)修編仍以SPOT5衛(wèi)星影像為背景，參考“區(qū)劃圖”，新增武漢三環(huán)、漢蔡高速、京巷澳高速、漢洪高速等重要交通線及大型橋梁，同時(shí)修編主城區(qū)內(nèi)部道路網(wǎng)，達(dá)到布置合理，圖面清晰。

（5）地理名稱(chēng)編輯，在基本資料圖基礎(chǔ)上，參考百度地圖等資料，新增重要居民區(qū)、大型廠礦、學(xué)校，如常青花園、東風(fēng)汽車(chē)公司、江漢大學(xué)等屬地名稱(chēng)。

（6）漢陽(yáng)幅修編投入工作量近1月/1 人完成，經(jīng)野外實(shí)地踏勘完全滿足工作需求。其成果如圖2示。

8 結(jié)語(yǔ)

（1）該文通過(guò)分析城市地質(zhì)調(diào)查工作對(duì)地形圖需求，及需求瓶頸和存在原因，說(shuō)明地形圖在一定時(shí)空會(huì)發(fā)生變化和變化原因，進(jìn)而提出了解決問(wèn)題的必要性。

（2）筆者結(jié)合多年地圖編圖和地質(zhì)工作經(jīng)驗(yàn)，指出地形圖在地質(zhì)調(diào)查工作重要作用，提出通過(guò)編繪地理底圖方法滿足地質(zhì)調(diào)查工作。

（3）在全面分析地理底圖編繪與制圖資料的關(guān)系基礎(chǔ)上，就解決地質(zhì)調(diào)查工作地形圖修編，論述了基本資料與補(bǔ)充資料關(guān)系，及其利用程度和方法。

（4）通過(guò)所編制漢陽(yáng)幅地理地圖成功案例，說(shuō)明采用本文所述方法，不僅能縮短成圖周期、節(jié)約經(jīng)費(fèi)，而且能解決地形圖現(xiàn)勢(shì)性不足。

參考文獻(xiàn)

[1] DZ41-86中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)部部標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 蔡孟裔.新編地圖學(xué)教程[M].高等教育出版社，2000-06.

[3] 葉沅鑫.利用局部自相似多光譜遙感影像自動(dòng)配準(zhǔn)[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2014（3）：269.endprint

（3）以MAPGIS6.7或ARCGIS9.3為工作平臺(tái)，進(jìn)行影像配準(zhǔn)、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、圖形編輯和數(shù)字化。

（4）考慮地質(zhì)調(diào)查圖件需要，主要反映水系、居民地、道路、地貌等地理要素（行政界線與基本資料圖一致）。

6 影像配準(zhǔn)與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法

在數(shù)字化地圖制圖中，影像（圖像）配準(zhǔn)，多指將不具備投影參數(shù)的圖片，通過(guò)一定的數(shù)學(xué)方法轉(zhuǎn)換成與標(biāo)準(zhǔn)地形圖（或?qū)?yīng)區(qū)域地形圖）對(duì)應(yīng)地理位置一致。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，則指將一種投影的地圖（矢量或柵格），通過(guò)一定的數(shù)學(xué)方法（若參考橢球不同，則多用三參數(shù)法、或七參數(shù)法）轉(zhuǎn)換另一種投影。

目前大多數(shù)圖像配準(zhǔn)方法通?？煞謨深?lèi)：基于特征的方法和基于區(qū)域的方法?；谔攸c(diǎn)的方法首先在圖像中提取特征，然后利用特征間的相似性進(jìn)行匹配。常用的基于特征的方法包括了基于點(diǎn)特征、線特征和面特征三種[3]。

三參數(shù)法與七參數(shù)法均依賴(lài)特定的測(cè)量控制點(diǎn)，因保密原因，獲取困難，費(fèi)用也高，通過(guò)前述資料質(zhì)量分析，本文提出基于點(diǎn)特征點(diǎn)方法處理圖像，可不考慮參考橢球影響。

MAPGIS和ARCGIS均能進(jìn)行影像配準(zhǔn)和投影轉(zhuǎn)換，考慮地質(zhì)成果數(shù)據(jù)為MAPGIS格式，擬選前者為工作平臺(tái)，具體方法如下：

（1）打開(kāi)MAPGIS67影像分析處理程序，打開(kāi)并轉(zhuǎn)換一幅標(biāo)準(zhǔn)正射SPOT5衛(wèi)星影像圖片成MAPGIS內(nèi)部格式（MSI），在影像校正工具菜單中打與這對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)圖框，采集控制點(diǎn)（只要四個(gè)角點(diǎn)），再進(jìn)行影像精確幾何校正，就可生成一幅配準(zhǔn)有標(biāo)準(zhǔn)投影的MSI文件。

（2）GOOGLE地圖影像網(wǎng)上下載，方法是通過(guò)成都水經(jīng)注科技公司谷歌衛(wèi)星下載器下載所需標(biāo)準(zhǔn)圖幅影像（實(shí)際比標(biāo)準(zhǔn)圖范圍略大）。

（3）以上述配準(zhǔn)好SPOT5衛(wèi)星影像為參照，重復(fù)“1“的過(guò)程，打開(kāi)并轉(zhuǎn)換GOOGLE地圖影像成MAPGIS內(nèi)部格式（MSI），選擇若干均勻分布的特征控制點(diǎn)（如道路的交叉點(diǎn)、建筑物的拐點(diǎn)等），經(jīng)影像精確幾何校正，就可一張近似正射影像（如圖1）。

（4）“區(qū)劃圖”的處理，以一張1∶100000大武漢基礎(chǔ)地理底圖（矢量格式）（54坐標(biāo)系）為參考，仍重復(fù)“1“的過(guò)程，打開(kāi)并轉(zhuǎn)換“區(qū)劃圖”，選擇若干均勻分布的特征控制點(diǎn)（如道路的交叉點(diǎn)、河流交匯處等），經(jīng)影像精確幾何校正，再經(jīng)投影變換成1：50000，就可得到一張與標(biāo)準(zhǔn)地理底基本吻合的參考圖像。

7 實(shí)際應(yīng)用

（1）以漢陽(yáng)幅為例，其地理特征以漢江為界，北部為漢口和東西湖區(qū)，地勢(shì)平坦，海拔高程多在20 m左右；南部為漢陽(yáng)、漢南和蔡甸區(qū)，地勢(shì)自西南向東偏北由低山向平原區(qū)過(guò)渡，最高海拔111 m，間龍崗，湖區(qū)等水體分布較廣。

（2）與現(xiàn)勢(shì)資料相比，全圖幅主要變化特征是城區(qū)由市中心向外擴(kuò)展，新增道路網(wǎng)、街區(qū)等地理要素沒(méi)有表達(dá)，水域也有變化，部分原為湖區(qū)（或沼澤）已變成城市居民地。個(gè)別山體因采礦而發(fā)生了局部形態(tài)變化，但總體地貌特征變化不明顯，又因缺少DEM數(shù)據(jù)，地貌修編方法是只刪除不合理等高線和不合理的高程點(diǎn)。原湖區(qū)（或沼澤）變?yōu)榫用竦氐?，根?jù)制圖綜合原則，進(jìn)行較大程度取舍，將街區(qū)、居民地的主要輪廓特征表示出來(lái)，同時(shí)合理處理街區(qū)與外部道路網(wǎng)協(xié)調(diào)和選取密度。

（3）水體的主要變化總體特征是水域面積縮?。ㄒ蛱盥瘢?，根據(jù)SPOT5衛(wèi)星影像（參照GOOGLE地圖影像）修編實(shí)際水體邊線。

（4）道路網(wǎng)修編仍以SPOT5衛(wèi)星影像為背景，參考“區(qū)劃圖”，新增武漢三環(huán)、漢蔡高速、京巷澳高速、漢洪高速等重要交通線及大型橋梁，同時(shí)修編主城區(qū)內(nèi)部道路網(wǎng)，達(dá)到布置合理，圖面清晰。

（5）地理名稱(chēng)編輯，在基本資料圖基礎(chǔ)上，參考百度地圖等資料，新增重要居民區(qū)、大型廠礦、學(xué)校，如常青花園、東風(fēng)汽車(chē)公司、江漢大學(xué)等屬地名稱(chēng)。

（6）漢陽(yáng)幅修編投入工作量近1月/1 人完成，經(jīng)野外實(shí)地踏勘完全滿足工作需求。其成果如圖2示。

8 結(jié)語(yǔ)

（1）該文通過(guò)分析城市地質(zhì)調(diào)查工作對(duì)地形圖需求，及需求瓶頸和存在原因，說(shuō)明地形圖在一定時(shí)空會(huì)發(fā)生變化和變化原因，進(jìn)而提出了解決問(wèn)題的必要性。

（2）筆者結(jié)合多年地圖編圖和地質(zhì)工作經(jīng)驗(yàn)，指出地形圖在地質(zhì)調(diào)查工作重要作用，提出通過(guò)編繪地理底圖方法滿足地質(zhì)調(diào)查工作。

（3）在全面分析地理底圖編繪與制圖資料的關(guān)系基礎(chǔ)上，就解決地質(zhì)調(diào)查工作地形圖修編，論述了基本資料與補(bǔ)充資料關(guān)系，及其利用程度和方法。

（4）通過(guò)所編制漢陽(yáng)幅地理地圖成功案例，說(shuō)明采用本文所述方法，不僅能縮短成圖周期、節(jié)約經(jīng)費(fèi)，而且能解決地形圖現(xiàn)勢(shì)性不足。

參考文獻(xiàn)

[1] DZ41-86中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)部部標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 蔡孟裔.新編地圖學(xué)教程[M].高等教育出版社，2000-06.

[3] 葉沅鑫.利用局部自相似多光譜遙感影像自動(dòng)配準(zhǔn)[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2014（3）：269.endprint

（3）以MAPGIS6.7或ARCGIS9.3為工作平臺(tái)，進(jìn)行影像配準(zhǔn)、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、圖形編輯和數(shù)字化。

（4）考慮地質(zhì)調(diào)查圖件需要，主要反映水系、居民地、道路、地貌等地理要素（行政界線與基本資料圖一致）。

6 影像配準(zhǔn)與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法

在數(shù)字化地圖制圖中，影像（圖像）配準(zhǔn)，多指將不具備投影參數(shù)的圖片，通過(guò)一定的數(shù)學(xué)方法轉(zhuǎn)換成與標(biāo)準(zhǔn)地形圖（或?qū)?yīng)區(qū)域地形圖）對(duì)應(yīng)地理位置一致。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，則指將一種投影的地圖（矢量或柵格），通過(guò)一定的數(shù)學(xué)方法（若參考橢球不同，則多用三參數(shù)法、或七參數(shù)法）轉(zhuǎn)換另一種投影。

目前大多數(shù)圖像配準(zhǔn)方法通?？煞謨深?lèi)：基于特征的方法和基于區(qū)域的方法?；谔攸c(diǎn)的方法首先在圖像中提取特征，然后利用特征間的相似性進(jìn)行匹配。常用的基于特征的方法包括了基于點(diǎn)特征、線特征和面特征三種[3]。

三參數(shù)法與七參數(shù)法均依賴(lài)特定的測(cè)量控制點(diǎn)，因保密原因，獲取困難，費(fèi)用也高，通過(guò)前述資料質(zhì)量分析，本文提出基于點(diǎn)特征點(diǎn)方法處理圖像，可不考慮參考橢球影響。

MAPGIS和ARCGIS均能進(jìn)行影像配準(zhǔn)和投影轉(zhuǎn)換，考慮地質(zhì)成果數(shù)據(jù)為MAPGIS格式，擬選前者為工作平臺(tái)，具體方法如下：

（1）打開(kāi)MAPGIS67影像分析處理程序，打開(kāi)并轉(zhuǎn)換一幅標(biāo)準(zhǔn)正射SPOT5衛(wèi)星影像圖片成MAPGIS內(nèi)部格式（MSI），在影像校正工具菜單中打與這對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)圖框，采集控制點(diǎn)（只要四個(gè)角點(diǎn)），再進(jìn)行影像精確幾何校正，就可生成一幅配準(zhǔn)有標(biāo)準(zhǔn)投影的MSI文件。

（2）GOOGLE地圖影像網(wǎng)上下載，方法是通過(guò)成都水經(jīng)注科技公司谷歌衛(wèi)星下載器下載所需標(biāo)準(zhǔn)圖幅影像（實(shí)際比標(biāo)準(zhǔn)圖范圍略大）。

（3）以上述配準(zhǔn)好SPOT5衛(wèi)星影像為參照，重復(fù)“1“的過(guò)程，打開(kāi)并轉(zhuǎn)換GOOGLE地圖影像成MAPGIS內(nèi)部格式（MSI），選擇若干均勻分布的特征控制點(diǎn)（如道路的交叉點(diǎn)、建筑物的拐點(diǎn)等），經(jīng)影像精確幾何校正，就可一張近似正射影像（如圖1）。

（4）“區(qū)劃圖”的處理，以一張1∶100000大武漢基礎(chǔ)地理底圖（矢量格式）（54坐標(biāo)系）為參考，仍重復(fù)“1“的過(guò)程，打開(kāi)并轉(zhuǎn)換“區(qū)劃圖”，選擇若干均勻分布的特征控制點(diǎn)（如道路的交叉點(diǎn)、河流交匯處等），經(jīng)影像精確幾何校正，再經(jīng)投影變換成1：50000，就可得到一張與標(biāo)準(zhǔn)地理底基本吻合的參考圖像。

7 實(shí)際應(yīng)用

（1）以漢陽(yáng)幅為例，其地理特征以漢江為界，北部為漢口和東西湖區(qū)，地勢(shì)平坦，海拔高程多在20 m左右；南部為漢陽(yáng)、漢南和蔡甸區(qū)，地勢(shì)自西南向東偏北由低山向平原區(qū)過(guò)渡，最高海拔111 m，間龍崗，湖區(qū)等水體分布較廣。

（2）與現(xiàn)勢(shì)資料相比，全圖幅主要變化特征是城區(qū)由市中心向外擴(kuò)展，新增道路網(wǎng)、街區(qū)等地理要素沒(méi)有表達(dá)，水域也有變化，部分原為湖區(qū)（或沼澤）已變成城市居民地。個(gè)別山體因采礦而發(fā)生了局部形態(tài)變化，但總體地貌特征變化不明顯，又因缺少DEM數(shù)據(jù)，地貌修編方法是只刪除不合理等高線和不合理的高程點(diǎn)。原湖區(qū)（或沼澤）變?yōu)榫用竦氐?，根?jù)制圖綜合原則，進(jìn)行較大程度取舍，將街區(qū)、居民地的主要輪廓特征表示出來(lái)，同時(shí)合理處理街區(qū)與外部道路網(wǎng)協(xié)調(diào)和選取密度。

（3）水體的主要變化總體特征是水域面積縮?。ㄒ蛱盥瘢鶕?jù)SPOT5衛(wèi)星影像（參照GOOGLE地圖影像）修編實(shí)際水體邊線。

（4）道路網(wǎng)修編仍以SPOT5衛(wèi)星影像為背景，參考“區(qū)劃圖”，新增武漢三環(huán)、漢蔡高速、京巷澳高速、漢洪高速等重要交通線及大型橋梁，同時(shí)修編主城區(qū)內(nèi)部道路網(wǎng)，達(dá)到布置合理，圖面清晰。

（5）地理名稱(chēng)編輯，在基本資料圖基礎(chǔ)上，參考百度地圖等資料，新增重要居民區(qū)、大型廠礦、學(xué)校，如常青花園、東風(fēng)汽車(chē)公司、江漢大學(xué)等屬地名稱(chēng)。

（6）漢陽(yáng)幅修編投入工作量近1月/1 人完成，經(jīng)野外實(shí)地踏勘完全滿足工作需求。其成果如圖2示。

8 結(jié)語(yǔ)

（1）該文通過(guò)分析城市地質(zhì)調(diào)查工作對(duì)地形圖需求，及需求瓶頸和存在原因，說(shuō)明地形圖在一定時(shí)空會(huì)發(fā)生變化和變化原因，進(jìn)而提出了解決問(wèn)題的必要性。

（2）筆者結(jié)合多年地圖編圖和地質(zhì)工作經(jīng)驗(yàn)，指出地形圖在地質(zhì)調(diào)查工作重要作用，提出通過(guò)編繪地理底圖方法滿足地質(zhì)調(diào)查工作。

（3）在全面分析地理底圖編繪與制圖資料的關(guān)系基礎(chǔ)上，就解決地質(zhì)調(diào)查工作地形圖修編，論述了基本資料與補(bǔ)充資料關(guān)系，及其利用程度和方法。

（4）通過(guò)所編制漢陽(yáng)幅地理地圖成功案例，說(shuō)明采用本文所述方法，不僅能縮短成圖周期、節(jié)約經(jīng)費(fèi)，而且能解決地形圖現(xiàn)勢(shì)性不足。

參考文獻(xiàn)

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[2] 蔡孟裔.新編地圖學(xué)教程[M].高等教育出版社，2000-06.

[3] 葉沅鑫.利用局部自相似多光譜遙感影像自動(dòng)配準(zhǔn)[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2014（3）：269.endprint