电子地图 4D技术

电子地图4D技术电子地图可理解为数字地图。

数字地图是存储在计算机的硬盘、软盘、光盘或磁带等介质上的数字化地图，地图的内容是通过数字来表示的，它需要通过专用的计算机软件对这些数字进行显示、读取、检索、分析、修改、喷绘等等。

在数字地图上可以表示的内容和信息量远远大于普通的常规地图。

数字地图是一种"活"的地图。

数字地图可以非常方便的将各种或一种普通地图或专业（专题）地图的内容进行任意形式的要素分层组合、拼接、增加、删减等，形成新的实用地图。

可以对数字地图进行任意比例尺、任意范围的放大、缩小、裁切和绘图输出等。

数字地图绘制图时间较常规制图方法可以大规模缩短。

数字地图可以十分方便的与卫星遥感影像、航空照片、其它电子地图和其它信息数据库进行整合、拟合、挂接显示等，生成各种类别的新型地图。

数字地图（电子地图）与传统纸介质地图相比，还具有如下优点：１、制作工艺先进、成本低、速度快、效益高；２、数字化存储、信息量大、可以网上传输，体积小，便于携带；３、保存时间长，不易损坏和变形，节省档案保存空间；４、制图精度高、无介质变形，可接受多种投影变换；５、数字信息可与多种空间信息拟合，便于更新、修编、组合，生成各种图；６、输出绘制方便、出版方便、复制方便、使用方便；７、数字地球、数字城市、数字政府、数字商务、数字化可视管理必需的基础工作。

数字地图种类很多，如数字（线划）地图（DLG）、数字栅格地图（DRG）、数字遥感（正射）影像图（DOM）、数字（地面）高程模型图（DEM）和各种数字专题（专业或非专业）地图等。

所谓＂4D＂技术是指数字正射影像图（DOM）、数字地面高程模型（DEM）、数字栅格地图（DRG）、数字线划地图（DLG）四种技术的集合，是用以解决电子地图及数字地图的主要手段，下面介绍各种技术的应用方法及相应的概念，供您参考。

1．数字高程模型（Digital Elevation Model 简称DEM）1.1 基本概念DEM是在特定投影平面上规则的空间水平间隔的高程值矩阵。

DEM的水平间隔应随地貌类型的不同而改变。

为控制地表形态，可配套提供离散高程点数据。

换句话说，即为具有不同坐标的不同地面分布点上的不同高度数据，组织集合构成对地表形态变化的控制。

DEM应用可转换为等高线图、透视图、断面图以及专题图等各种图解产品，或者按照用户的需求计算出体积、空间距离、表面覆盖面积等工程数据和统计数据。

1.2 生产技术1.2.1原始资料卫片航片：最好是近期采集的高分辨率卫星遥感像片数据或近期新拍摄的航空像片。

（有关采集问题请查询本网站"数据增值服务"有关部分。

）地形图：最好采用最近一次更新测量的地形图，其中等高线必须由解析测图仪或精测仪测绘。

1.2.2 DEM的生产及技术要求DEM的获取方法有以下几种：1.2.2.1 现有地形图扫描矢量化等高线，即利用现有的地形图进行扫描矢量化等，对等高线做如下处理：1）等高线分版、扫描、自动矢量化、内插DEM2）等高线未分版、扫描、人机交互矢量化、内插DEM1.2.2.2 数字摄影测量方法数字摄影测量方法是现代最为主要的技术方法。

其以数字遥感影像为基础，通过计算机进行影像匹配，自动相关运算识别同名像点得其像点坐标，再运用解析摄影测量的方法内定向、相对定向、绝对定向及运用核线重排技术。

由此可以测定所拍摄物体的空间三维坐标，获得DEM数据，进而实现数字微分纠正，得到数字正射影像图（DOM）。

数字摄影测量系统软件ＶirtuoZo具有以下基本功能：自动三空自动采集DEM自动微分纠正，制作DOM利用X、Y手轮、工脚轮、人工立体数字线划测图(有关ＶirtuoZo软件详细介绍请查询本网站"交易中心/软件超市"有关部分)1.2.2.3 解析摄影测量这种方法是一种比较传统的工作方法，一般获取DEM有两种方式：1）实测DEM。

在像对定向后，采用自动（或手动）设置地面网格坐标实测其高程。

2）实测数字化等高线。

在解析测图仪实测数字化等高线，再内插生成DEM。

1.2.2.4 精测仪立体测绘等高线也是一种较为传统的方法，具体是使用精测仪实测等高线、清绘、扫描矢量化、内插DEM。

2．数字正射影像图（Digital Orthophoto Map简称DOM）2.1 基本概念及特点DOM是利用经扫描处理的数字化的航空像片和高分辨率卫星遥感图像数据，DOM对逐像元进行几何改正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。

它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。

数字正射影像图具有精度高、信息丰富、直观真实、获取快捷等优点，可作为背景控制信息，评价其它数据的精度、现实性和完整性都很优良；可从中提取数字城市所需要的各种类别的海量地理信息、自然资源信息和社会经济发展信息，为城市现代化建设、防治灾害和公共城市建设规划各种调查和管理等提供可靠依据；还可从中提取和派生新的信息，实现地图的修测更新。

DOM的基本特点：与传统的符号化线划图相比，DOM所表达的信息更为丰富、直观，具有更大的开发应用价值。

由于是数字的，在计算机上可局部开发放大，具有良好的判读性能与量测性能和管理性能等，如用农村土地发证，指认宗界地界比并数字化其点位坐标、土地利用调查等等。

DOM可作为独立的背景层与地名注名，图廓线公里格、公里格网及其它要素层复合，制作各种专题图。

2.2 生产技术2.2.1 原始资料――航空像片或高分辨率卫星遥感图像数据等。

2.2.2 DOM制作的主要技术方法1）VintuoZo系统数字摄影测量工作站。

系统可以利用对DEM的检测及编辑,来提高DOM的精度。

还可以通过像片间、图幅间进行灰度接边，以保证影像色调的一致性。

2）采用jx-4A DPW系统。

jx-4A DPW是一套基于WINDOWS NT 的数字摄影测量系统。

因其对DEM的编辑采用的是单点编辑，而且该系统还具有对DOM的零立体检查的功能，故其DOM 的精度较高。

基于DEM的单片数字微分纠正VintuoZo系统具有单片数字微分纠正的模块，其工艺流程图如图：生产流程3．数字栅格地图（Digital Raster Graphic简称DRG）3.1 基本概念DRS是各种比例尺的纸介质地形图和各种专业使用的彩图的数字化产品，就是每幅图经扫描、几何纠正及色彩校正后，形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格数据文件。

可以较为方便的进行放大、漫游查询等。

DRG可作为背景用于数据参照或修测拟合其他地理相关信息，使用于数字线划图（DLG）的数据采集、评价和更新，还可与数字正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）等数据信息集成使用。

派生出新的可视信息，从而提取、更新地图数据，绘制纸质地图。

3.2 生产技术3.2.1 原始资料要求原图采用印刷的单色或彩色底图：原图必须平整、无折，点线清晰、色彩标准原图现势性应符合标准要求3.2.2 技术方法一张纸质模拟地形图，通过扫描仪，其中CCD线阵感器对图形进行分割，生成二维阵列系统，同时对每一系统的灰度（或分色）进行量化，再经二值化处理、图形定向、几何校正即形成一幅数字栅格地图。

方法：图形扫描：采用扫描分辨率不低于500dpi的单色或彩色扫描仪扫描。

图幅定向：将栅格图幅由扫描仪坐标变换为高斯投影平面直角坐标。

几何校正：消除图底及扫描产生的几何畸变。

可以采用相关软件对栅格图像的畸变进行纠正，纠正时要按公里格网进行，通过仿射变换及双线性变换，实现图幅纠正。

色彩纠正：用PHOTOSHOP等软件进行栅格编辑，对单色图按要素人工设色，对彩色图作色彩校正，为使色彩统一，应按规定的R.G.B比例选择所用的几种色调。

最终产品：是经过无损压缩的TIFF文件。

4．数字线划地图（Digital Line graphic简称DLG）4.1 基本概念所谓DLG就是每幅经扫描、几何纠正后的影像图，对一种或多种地图要素进行矢量化形成的一种矢量化数据文件，是一种更为方便的放大、漫游、查询、检查、量测、叠加地图。

其数据量小，便于分层，能快速的生成专题地图，所以也称作矢量专题信息DTI（Digital Thematic Information）。

此数据能满足地理信息系统进行各种空间分析要求，视为带有智能的数据。

可随机地进行数据选取和显示，与其他几种产品叠加，便于分析、决策。

4.2 生产技术4.2.1 原始资料――航片、高分辨率卫片、地形图4.2.2 制作方法1）数字摄影测量、三维跟踪立体测图目前，国产的数字摄影测量软件VintuoZo系统和JX－4A DPW系统都具有相应的矢量图系统，而且它们的精度指标都较高。

其中VintuoZo系统有工作站版和NT版两种，而JX－4A DPW系统只有NT版一种。

2）解析或机助数字化测图这种方法是在解析测图仪或模拟器上对航片和高分辨率卫片进行立体测图，来获得DLG数据。

用这种方法还需使用GIS或CAD等图形处理软件，对获得的数据进行编辑，最终产生成果数据。

3）对现有的地形图扫描，人机交互将其要素矢量化目前常用的国内外矢量化软件或GIS和CAD软件中利用矢量化功能将扫描影像进行矢量化后转入相应的系统中。

4）在新制作的数字正射影像图上，人工跟踪框架要素数字化屏幕上跟踪：可以使用CAD或GIS及VirtuoZo软件将正射影像图按一定的比例插入工作区中，然后在图上进行相应要素采集。