基于TerraSolid的調繪片快速制作新方法

鄧繼偉

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，300251)

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基于TerraSolid的調繪片快速制作新方法

鄧繼偉

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，300251)

在對比常規機載激光雷達航飛項目調繪片制作方法的基礎上，介紹一種基于TerraSolid的調繪片快速制作新方法，該方法通過點云和影像的半自動化處理，結合調繪輔助資料，快速制作出調繪片以提供外業調繪使用，可大幅提高作業效率。

TerraSolid地形圖調繪片方法

像片調繪是航空攝影測量地形圖成圖工作的一部分，外業人員通過判圖、調查、繪注等工作為航測內業提供調繪內容。判讀是根據調繪片上的影像特征識別目標，其主要內容是地物，包括居民地、道路、水系和植被以及不能用等高線表示的地貌和土質等[1，3]。外業人員判讀時主要根據測圖比例尺和測區特點對調繪內容進行綜合取舍，從而滿足地形圖成圖的需要。調查是實地搜集調繪片影像上無法顯示的制圖要素，主要包括各類地理名稱、必要的比高、部分說明注記以及補測航攝后的新增地物等。繪注是根據判讀和調查確定的地物、地貌及注記，用規定的符號和顏色描繪在像片上。調繪片之間尤其要注意接邊，使得調繪的內容滿足制圖的要求[4]。

簡言之，地形圖的像片調繪工作是航空攝影測量地形圖成圖項目不可缺少的一個生產工序，大量的地形圖圖面信息要通過外業調繪的方式記載在調繪資料中，提供給航測內業使用。

航測法地形圖調繪片的制作，經歷了傳統的利用航空像片放大沖洗后進行調繪的方式，向數字攝影測量內外業調繪一體化方向不斷進步的過程。介紹一種基于TerraSolid的地形圖調繪片快速制作新方法。該方法制作工序簡單，周期短，大幅提高了作業效率，減少了調繪片的冗余。

TerraSolid系列軟件是一套商業化的Lidar數據處理軟件，由芬蘭TerraSolid公司基于Microstation系統之上開發并推出。Terrasolid主要包括TerraScan、TerraMatch、TerraModel及TerraPhoto等模塊，其主要功能包含激光點云預處理、濾波、分類、DEM制作及影像的糾正和鑲嵌等[12]。

1　Lidar航飛項目常規調繪片制作方法

Lidar獲取的數據主要分為Lidar點云和數碼影像兩部分，常規的調繪片制作流程分為如下幾個步驟：

(1)對Lidar點云進行濾波和分類處理，提取并編輯生成DEM。

(2)對影像和POS數據進行整理和預處理，使用LPS、Inpho等航空攝影測量數據處理系統，結合POS數據和影像進行空三加密。在POS精度足夠高的情況下，也可以直接使用POS進行立體定向。

(3)利用影像的外方位元素及Lidar點云制作的DEM進行原始影像正射(后稱DOM)糾正，并且進行DOM的拼接鑲嵌等后處理工作。

(4)根據地形圖成圖線位或成圖范圍制作調繪拼接線，根據該拼接線利用Erdas、ArcGis或者GlobalMapper等地理信息數據處理軟件進行裁切。

(5)對調繪片進行旋轉和整飾工作。

基于Lidar航飛數據的地形圖成圖項目常規調繪片制作流程如圖1所示。

圖1　Lidar航飛項目常規調繪片制作流程

相對于模擬和解析攝影測量時代的紙質調繪片制作方法，該方法的的制作過程比較簡單，流程也很清晰，但隨著航飛項目獲取的數據量日益增大以及對生產周期的要求，其作業效率仍不能滿足地形圖生產的要求。

根據數個Lidar航攝項目的數據處理生產經驗以及對TerraSolid的深入研究，提出一種基于TerraSolid的調繪片制作新方法，旨在更進一步提高作業效率。

2　基于TerraSolid的調繪片快速制作流程

以鐵路帶狀地形圖的調繪片制作為例，對基于TerraSolid的調繪片快速制作流程進行介紹。

長期以來，鐵路行業的特殊性決定了其航空攝影航帶設計不可能像其他行業一樣成面狀規則設計；另外，由于作業周期的原因，在行業中基本沒有像測繪系統那樣采用全野外調繪方式。為了提高工作效率，只能沿線位兩側進行外業調繪。因此，如何將調繪范圍線繪制在調繪片上，方法至關重要。如果采用傳統的作業方式，首先要在鐵路線位經過的海量影像數據中選出有用的像片，然后再將幾百甚至上千公里的鐵路線位和調繪范圍線描繪在像片上，以現在的工期要求及人力資源能力，難度極大。

基于TerraSolid的調繪片快速制作流程如圖2所示。

2.1調繪拼接線制作

航帶設計時，線路專業已經確定了鐵路勘測工程初測階段的線位，根據線位的走向、成圖范圍以及成圖比例尺等技術要求，可以事先確定好調繪片的尺寸，并在CAD中制作好鐵路工程全線的調繪拼接示意圖(如圖3)。

圖2　基于TerraSolid的調繪片快速制作流程

圖3　調繪拼接

2.2Lidar點云粗分類及影像糾正

Lidar點云粗分類根據地形范圍創建工作區(block)，以工作區為單位進行；利用macro(宏)命令對多個block進行激光點云自動分類。通過批處理，可以將激光點云分離出多次回波的首次回波和中間回波點、低點、空中點、地面點及地面下的點等。在Tphoto中導入影像和影像對應的POS數據，利用Lidar點云粗分類后得到的地面點數據對影像進行數字微分糾正，如圖4所示。

圖4　點云粗分類及影像糾正

2.3調繪片批量裁切輸出

在Tphoto中參照調繪拼接線，選中需要制作調繪片的范圍框，設置好影像輸出的相關參數，按每張調繪片的范圍批量輸出調繪片影像，如圖5所示。

圖5　調繪片批量裁切

2.4調繪片旋轉及整飾

調繪片影像輸出后，為方便外業人員打印及繪制調繪內容，可以使用photoshop或其他圖像處理工具，對調繪片影像和調繪輔助要素進行疊加、旋轉、尺寸修改及片號標注等整飾工作。制作的調繪片成果如圖6所示。

圖6　調繪片旋轉及整飾

3　結束語

隨著測繪技術的不斷進步及測繪產品的多樣化，測繪行業的勘測手段也需要借助科技的進步不斷豐富和更新。提出基于Terrasolid的調繪片快速制作方法就是從這樣的角度出發，利用新技術為外業調繪工作提供支持，制作調繪片的效率可提高50%以上。

[1]張祖勛.數字攝影測量與計算機視覺[J].武漢大學學報：信息科學版，2004，29(12)：1035-1039

[2]張劍清，潘勵，王樹根.攝影測量學[M].武漢:武漢大學出版社，2003

[3]吳彥格.航測外業調繪數字化研究[J].鐵道勘察，2008，34(2):37-39

[4]張偉，白嘩.航空攝影測量外業調繪的工作實踐體會[J].建材發展導向，2011(6):463-464

[5]王紅蓮.航測外業調繪方法應用思路研究[J].科技創新導報，2010(30):106

[6]李芹.像片外業調繪生產工藝流程的改進[J].測繪與空間地理信息，2008，31(3):62-64

[7]張洪喜.幾種航程外業調繪方法的比較[J].城市建設理論研究，2013(11)

[8]張大春，王國民.正射影像圖技術在鐵路勘測中的應用與發展[J].鐵道工程學報，2007(1)

[9]楊少文.IMU/GPS輔助航空攝影新技術在鐵路勘測中的應用[J].鐵道勘察，2011，37(5):25-39

[10]滕剛，路瑩新，孟婷.基于VirtuzoZo的航測內業DOM生成技術研究[J].測繪與空間地理信息，2012，35(5):196-197

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

DENG Jiwei

2016-05-24

鐵道第三勘察設計院集團有限公司基金支撐項目(7215104)。

鄧繼偉(1986—)，男，2010年畢業于武漢大學攝影測量與遙感專業，工程師。

1672-7479(2016)04-0015-02

P231.1；P225.2

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