摘 要：机载激光测图是利用三维激光扫描技术获取海量点云数据进行内业作图的一门新技术，由于其可以详细刻画目标对象的细节特征，因此可以高精度、高效率地实现地形的数字化，与其他传统测绘技术相比，数据更加丰富。本文重点探讨了点云数据在数字化测图中的应用原理及作业流程，结合外业调绘进行数据编辑。

关键词：数字化；点云；机载激光测图

1 概述

传统的全野外数字化成图方法，已经无法满足现高速发展的城市建设，为了尽快解决城市规划对基础地理信息的供需矛盾，及时有效提供满足城市规划需要的现状地形图，加快项目的完成进度，经现场踏勘、分析，决定采用机载激光测图辅助外业调绘编图的方法完成。

此次采用的机载激光测图方法，方要依据为点云数据，点云即利用三维激光扫描技术获取的大量的、密集的、含有多样化信息的散点数据的描述，测绘人员从点云的信息特点能自动获取多点信息的面测量，从而提高了测绘的效率，也提升了测绘技术的应用空间。

2 基于DOM、DEM、激光点云的图像生成

根据设计路线和图幅结合表确定做图范围，准备好相应的数据：用ArcMap软件根据DOM和坐标文件生成作图时需要辅助参照的山影图、坡度图；用global_mapper软件生成激光点云图。常用的有以下两种格式： *.JPG格式的正射影像数据、对应的*.JGW格式的坐标文件，以及对应的*.coo原始激光点数据。*.DWG格式的等高线与*.coo格式的出图激光点数据，单位改成米。

3 正射影像和激光点数据的测图

3.1 确定范围及插入图像

根据影像数据的精度，可知这批数据适用于小于1：1000比例尺的地形图，符合本次1：2000测图比例尺。首先，打开南方CASS9.0软件，进行比例尺设置，其次，调整图层叠放顺序，将影像图层放到最后，方便参考并绘制CAD图。插入绘图范围并导入激光高程数据，然后运行展点程序，根据需要选择不同的展点方式。当范围较大时我们较常使用从文件展点，范围较小时，我们会选择多边形展点方式。

3.2 地物要素的采集

依比例符号：是实地占有较大的面积的物体，比例尺缩小后，依然能够显示其轮廓，如房屋、湖泊等。

不依比例符号：是实地面积较小，且重要或具有方位意义的独立物体，比例尺缩小后，图上只能显示为一个小点，必须放大表示，图上和实地不成比例关系，仅能表示物体的位置和种类而不能表示物体的轮廓和大小，如测量控制点、纪念碑、烟囱等。

半依比例符号：实地上的线状物体和狭长物体，其长度能够依比例表示，而宽度则不能依比例表示必须放大其尺寸，如铁路、公路、单线路、围墙、单线沟渠等。

3.2.1 交通及附属设施

一般未突出地面的线状地物不存在投影变形改正，精度较高，只需根据影像描绘其边线即可。

根据测图比例尺的大小，按照《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》上的要求来描绘。本次项目测图比例尺确定为1：2000。

①一般铁路：轨距为1.435米，1：2000地形图上用不依比例尺符号表示。

②一般图上宽度小于1mm，在CASS环境下，用距离量测工具量取的路面宽度小于1mm×2000=2m时，用不依比例尺的乡村路或小路表示，大于2m时用依比例尺的乡村路或大车路表示，其虚实线的表示方法遵循 “光影法则”处理，虚线绘在光辉部，实线绘在暗影部， 一般在居民地、桥梁、渡口、徒涉场、山洞、涵洞、 隧道或道路相交处变换虚实线方向。

③道路的附属设施。

涵洞：指修筑于铁路、公路路基下的过水构筑物，当图上宽度小于1mm时用不以比例尺的符号表示。较大的涵洞提醒外业调绘人员注意，必要时要进行外业实地采点补绘。注意涵洞虚实线方向。

路堑和路堤：应该特别注意较规则道路两旁的路堑和路堤，影像图上加固的路堑和路堤会非常明显，再结合激光高程点数据，便可准确判断出其边缘线，对于未加固就根据激光高程点数据进行判读绘制。

桥梁：由于影像不能较好地判断桥头的实际位置，且很多大桥是高出地面的，也存在着投影变形改正，不能较好地通过地面点和非地面点的激光数据进行判断其位置进行平移，建议对于比较重要的公路桥、铁路桥等要求外业实地采点绘制。

3.2.2 居民地和垣栅

房屋高出地面，影像图存在投影变形改正，且房屋层数越多越高，其变形程度越大。点云数据却能较好地表示出房屋的位置和形状，或利用事先生成的激光点云图作为参考。

①绘制房屋前，首先要将非地面激光点数据，也即*_object.coo文件用与地面点也即*_ground.coo文件相同比例尺展绘，展绘的方法与上述方法相同，但是范围可以圈小一些，只包含房屋部分即可。展绘后以块的形式插入到我们的绘图文件上，在插入前最好改变一下图层和颜色，以便后面绘制房屋时能有效地区分地面点和非地面点。

②绘制房屋时，按照房屋顶部来描绘房屋的边缘线，一般用CASS命令下的“多点一般房屋”和“四点房屋”来描绘，应特别注意的是，如果房屋边缘线仅为四点，则最好用“四点房屋”命令来描绘，这样可以保证房屋没有明显的变形。

③利用原始激光点数据对房屋进行平面位置改正。将需要改正的房屋区域选中，然后导入对应区域的地面激光点数据和非地面激光点数据，用不同的颜色进行区分。由于激光点没有投影差，是直接的三维坐标，所以平面精度是非常高的，作图时，可根据其高程值大小，区分所落点是在房屋上还是在地面上，根据房屋上的激光点的密集程度和范围就可以较准确确定房屋的位置。如果通过影像倾斜，可以看到房屋其中一边底部，可以先绘制房顶的位置，然后将其整体平移，使房屋的另一边位置大致准确。

3.2.3 水系及附属设施

水系是江、河、湖、海、井、泉、水库、沟渠、池塘等自然和人工水体的总称，在地形图上需准确表示，凡有名称的均要加注。对于较大的江、河、湖、海、池塘、水库、人工修筑的灌溉用的沟渠、运河等在影像图上很容易判读其边界，但是在具体绘制时应根据地面激光数据，较为准确的判断其边界，且常年有水的河流、溪流、运河、湖泊、水库、池塘应描绘其水涯线。当水涯线与陡坎线在图上的投影距离小于1mm时，用陡坎符号表示。河流在图上宽度小于0.5mm时用单线表示。

应特别注意道路两旁的水系，尤其是公路旁的排水用的沟渠，一般沟渠都是能找到源头和流向的，且沟渠穿过道路时一定会通过涵洞。如绘图范围内未找到源头，应将沟渠按流向绘至范围线外。且每条沟渠都应根据地面激光高程点来判断其流向后标注在图上，以便外业作业员调绘。

3.2.4 地貌和土质

①等高线

等高线由DEM在AcrMap中自动生成，再人工进行整饰、取舍。整饰好等高线的前题是一定要把其他的地物地貌绘制准确，尤其是陡坎和斜坡等对等高线的形状和走势影响较大的地物地貌。

编辑完等高线后，应对等高线进行注记，一般只注记计曲线，且不应倒注。应在谷地、鞍部、山头及斜坡方向不易判读的地方和凹地的最高、最低一条等高线上绘出示坡线。

②高程点的展绘。

高程点按照不同，比例尺地形图有不同的间距要求：如表1：

③地类界。

地类界一般是根据影像的颜色进行判断，有时地类界可以进行取舍的，尤其是山上只能以主要地物来标注，植被符号由外业作业员进行调绘。

④管线及附属设施。

除电塔和双杆外，其余管线设施在影像图上难以确定准确位置，建议外业补调绘人员应以甲方提供的线位为基础，线位左右各50米内的电塔要重新踩点修测，双杆要全线进行修测。

⑤独立地物

影像图上独立地物中，独立坟、坟群和散坟较容易判断，其余无法判断。

3.3 图形自检和互检

每幅图做完以后，首先要进行自我检查，看有没有漏绘的或者绘错的，对误差比较大的地方进行改正。然后再相互之间进行互检，由于每个人画图的经验和对图像的判别不一样，通过互检则可以减少判读错误。

4 外业调绘和补充测图

4.1 外业调绘

制订调绘计划，收集现势性强的各类专业资料，熟悉测区情况，研究测区环境特征，选择调绘路线，进行人员分配。

对于内业无法确定的隐蔽、遮挡地物，可根据周边明显地物，采用交会法、截距法等方法进行补测。调绘与内业数字化测图、数据编辑应有效衔接，保证地形要素表达的完整性和准确性。

调绘时应对已有数据进行实地核查，对错、漏等进行修改和补充；补调地物、地貌要素和属性和注记，以及内业无法获取的地理名称；补测数字化测图无法或不能准确采集的要素，如阴影区地物、隐蔽和地形复杂部位地物，以及需要补测的新增地物等；最终形成调绘成果。

摄影后新增的一般地物可不补调，但新增的公路和变化较大的开发区、居民区等应进行补调或补测；航摄后拆除的地物，应在影像上标记。

调绘成果使用的符号、文字及调绘成果的整饰宜参考GB/T 20257.1的规定，以方便内业人员使用为原则，应统一、清楚、易读、实用。具体要求在技术设计书中规定，必要时采用图例说明。

4.2 野外补测

当内业数字化测图无法达到高程注记点高程精度要求时，应野外实测足够的高程注记点，等高线由内业数字化测图生成。高程注记点测量要求和具体方法由技术设计书确定。

当由于云影、阴影等影响无法进行内业测图或处理，航空摄影出现绝对漏洞且不补摄，新增大型工程设施、大面积开发区或居民地变化较大等情况时，应进行野外补测。内业测图无法准确采集的城市建筑物密集区，亦可进行野外补测。可将阴影、漏洞等向外扩大图上4mm，确定补测范围。补测的地物、地貌要素，相对于附近明显地物点的平面位置误差不大于图上0.75mm，困难地区不大于图上1mm。

5 总结

随着城市发展的需要，规划测量技术面临着新的挑战，因此，我们应不断探索解决问题的新方法，保障城市的现代化建设，在本次1：2000数字化测图过程中，发现激光点云测图技术作为一种先进的测量方法，在精度、进度、操作等方面都有较大的优势，是传统测绘技术不能相比的，在总结经验过后，将更广范地用于未来的大比例尺测图工作中。

参考文献：

[1]李滨，王汉顺，等.点云检测技术在高速公路边坡监测中的应用[J].城市勘测，2014（4）：20-22.

[2]刘德明.低空机载GPS摄影测量在1：1000地形图测绘中的应用[J].城市勘测，2014（6）：24-26.

[3]CH/T 3007.1—2011.数字航空摄影测量 测图规范.

[4]GB/T 20257.1—2007.国家基本比例尺地图图式.

作者简介：

罗婷方（1989-），女，助理工程师，主要从事城市测绘及地理信息系统工作。