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1:10000地形图作为国家基本比例尺地形图在工程规划、勘测设计中发挥着十分重要的作用，但由于工作量巨大，大部分地区1:10000地形图更新周期较长，能够收集到的往往是上世纪80、90年代测绘的，有些甚至更早。这就使得地图不能很好地满足大型工程规划勘测设计的需要。
航空摄影测量是测绘更新1:10000地形图的理想手段，但航空摄影手续繁杂、生产周期相对较长、测绘范围不是很大时单位面积航空摄影费用较高。本文讨论了利用高分辨率卫星遥感影像进行地物更新、利用GPS RTK技术和全站仪野外数据采集进行地貌和小范围地物更新等方法，从而快速地为规划勘测设计提供基础地理信息服务。
一、扫描矢量化
1.扫描矢量化软件
原始的1:10000地形图往往是纸质图，更新工作的第一步需要将纸质图矢量化。目前可用于地图矢量化的软件很多GEOWA作为专业全面的空间数据处理软件，可以很好地应用于4D产品的数据采集、加工到产品制作和包装，也可以对各种形式的外部数据(如野外实测数据、航测遥感数据、CAD/GIS数据等)进行增值加工。
2．方案设计
方案设计可以保证整个作业过程的统一规范，确保图式符号、线划和面填充色的一致性，直接影响到后期数字化工作是否能够顺利进行，可以参照国家标准的1:10000地形图要素分类与代码规范进行设计，符号与线型等可采用软件自带的1:0000地形图要素符号库。
我们参考地理地图，定义了若干个图层(如独立地物、水系、交通、境界、等高线、注记、控制点、地貌、植被、居民地、管线及附属设施等)，每个图层中又分别定义了若干地物类，并规定了它们的名称、编码、属性以及表现风格。
3．图纸纠正
导入地形图扫描图像，输入图幅号后GeowayDRG可以自动计算图幅角点以及公里网格线与图廓线之间的交点坐标，配准图廓左下角后，可以引导捕捉其他图廓点及公里网交点，从而实现地形图的图纸纠正和坐标配准。
4．矢量化
为每张图建立一个以图幅编号命名的独立的工程文件夹，在Geoway软件中新建矢量化工程，设置好工程路径和工程名称，然后设置好图幅编号，加载之前做好的方案以及标准符号库，即可进行分层矢量化，线特征可采用线跟踪方式进行自动跟踪，遇到比较复杂的情况则要采用样条线或者折线来进行手动跟踪；面状地物也采用同样方式，但规则居民地的处理就应该经常采用直角多边形方式输入。在分层矢量化中，一般先对等高线图层进行矢量化，然后再对其他地物进行矢量化：界线类重合只矢量最高级别的界线，图形属性在采集图形过程中运用“属性同步输入”或在采集后批量输入。
5．质量检查
矢量化完成以后，需要进行质量检查，包括图形检测、属性检测和其他检测。图形检测主要检查打折与自相交，出现问题的线文件必须要手动进行修改，检查线状地物是否有相交的现象，线相交并不一定是不合理的，如境界与道路相交，电力线与河流相交等，在地形图上这种相交是正常的，所以最好是分图层来进行检查，同时注意应该把居民地图层关闭，因为居民地是封闭的，影响自相交检测结果。属性检测是为了防止在属性录入过程中由于不慎而出现的错误，按用户的要求来对层、地物类和对象的属性信息进行检测和控制，特别是要检查等高线和高程点的高程属性，除了检查空值之外还要检查高程的错误。其他检测是完成以上两个质检工作后的一个检验过程，主要是在人工干预下，对高程矛盾的等高线进行检测。
6.工程拼接与合并
将处理好的工程文件放到同一个文件夹中，我们称之为总文件夹，在Geoway里新建接边工程，选择工程所在的总文件夹，按照接边窗口的菜单项“接边”里的步骤(接边设置、接边线定义、自动接边)一步步执行操作，必要时增加接边关联线段。接边完成之后，应该对接边处的文件进行手动接边，关键是发现接边处的属性错误，进行属性修改，最常见的是等高线高程错误，修正时应该修改影响比较少的图幅的等高线。
接边完成后，在接边窗口的菜单项里的“工具”中选择“工程合并”，然后按需要仔细进行合并设置，将要合并的工程一起进行进行合并，文件中的每个图层都是要合并的文件中同名图层的集合，这样就得到了测区总的数字化地形图。
二、基于高分辨率卫星遥感影像的更新方法
1．总体技术路线
采用高分辨率卫星遥感影像，野外进行像控测量，利用像控点和数字高程模型，生产1:10000数字卫星正射影像，以数字卫星正射影像作为底图更新1:10000DLG中的交通、水系、居民地、境界、管线等主要要素层的变化要素。对于变化的地貌采用野外实测的方法解决。
2．卫星影像的选取
IKONOS和QUICKBIRD影像可以满足1:10000基础地理信息更新要求。这两种卫星遥感影像重访时间短，全色和多光谱融合影像星下点几何分辨率分别达到了1米(IKONOS)和0.61米(QUICKBIRD)，同时提供有理多项式系数(RPC数据)，根据具体情况可选用编程获取或存档数据。
3．像控点测量
以IKONOS影像为例，经试验，每景需选取不少于16个像控点，同时选取检查点4个左右。像控点应选在影像清晰的明显点、接近正交的线状地物交点、地物的拐角点，影像小于0 2mm的点状地物中心，实地辨认点位精度小于0.3m，弧形地物及阴影处不得作为选刺目标。
像控点测量可采用GPS RTK技术、GPS静态定位或全站仪测量。
4．数字高程模型(DEM)的制作
卫星影像高精度纠正需要数字高程模型(DEM)数据，DEM制作可采用地形图矢量化法，从1:10000 DLG提取高程信息，采用GeoTIN软件生成5米间隔的DEM，然后转换为ARC/INFO的Gtld格式。
5.卫星影像正射纠正
PCI Geomatics或ERDAS Imane是广泛采用的卫星影像正射纠正软件，影像几何模型有严密模型和非严密模型两种。严密模型基于共线方程，利用摄影测量、大地测量的基本原理建立，可较好地适用于不同地形类别地区，几何精度较高。我们选择了严密模型进行纠正，影像纠正完成后，需要进行影像拼接、影像动态色彩均衡、影像编辑等处理。
6.地貌变化范围圈定及补测
由于卫星立体像对的价格昂贵，实际生产还很少使用，利用单张卫星影像无法进行地貌的更新，这里是通过地形图与卫星正射影像的套合，圈定出地貌变化明显区域，再采用外业测量的方法采集高程信息。
7．DLG更新
利用已生成的数字卫星正射影像作为底图，更新矢量地图的主要要素(包括交通、境界、水系、居民地、管线等要素)。
在Geoway3.5软件环境中，导入DOM作为参考底图，套合旧的地形图数据。然后参考预处理图，逐格对变更要素进行判读，将变化的要素按图式统一标绘在卫星正射图像上，同时删除已 不存在的要素。对判读不清的要勾绘范围线，统一到实地调绘，对新增的或内业无法采集的可以采用外业实测的办法解决。
三、基于全站仪野外数据采集的更新方法
1．技术路线
将1:10000地形图进行扫描矢量化，外业持图进行全面巡查，圈定变化范围，确定变化要素，调查地理名称的变化，初选补测图根点位置。利用GPS RTK、静态GPS或全站仪导线测量测定图根点，全站仪采集变化几何要素，全站仪或GPS RTK技术加密高程点，再将变化要素及加密高程点经地图综合后反映到数字化地形图，按分幅规则进行地形图分幅输出。
2．外业变化要素巡查
进行全面的外业巡查，主要是圈定变化范围，确定变化要素，调查地理名称的变化，初选补测图根点位置。
3.图根点测量
GPS RTK技术测量图根点是根据基站周围控制点的WGS84坐标及大地坐标，计算转换参数，基站进行必要的设置，流动站在已知点检查无误后即可进行图根点的测量。双基站一次上点法是分别将2台仪器安置在基准点、其它仪器安置在图根点，一般测量10-15分钟即可达到精度要求。 全站仪导线法可采用闭合导线、附和导线或支导线的形式进行。
4．变化几何要素测量
在图根点上架设仪器进行定向，并检测后视点和复测前一站测过的碎部点，后视点和前一站已测碎部点检查符合要求后进行变化几何要素数据采集，外业绘制详细草图。
5．修测要素编辑
导入外业数据进行地形图的更新。首先将CASS中的数据另存为DXF文件，然后将DXF文件导入GeoWay，导入时注意选择将不同的层作为新的图层加载到工程文件中。导入之后，那些新图层中的地物分别添加到工程中已有的图层中，添加后应该进行适当的修改，如将居民地闭合然后填充，按地图综合原则进行必要的综合形成数字化地形总图。
6．分幅输出
利用GEOWAY，按1:10000地形图分幅规则，将数字化地形总图进行分幅输出，并转换成勘测设计中常用的DWG格式。
四、结语
1:10000地形图提供了大型工程规划设计必需的基础地理信息，本文总结了两种1:10000地形图更新方法，当测区面积不大时可利用全站仪野外采集变化要素。当测区面积较大时，可利用高分辨率卫星影像进行正射纠正，基于数字卫星正射影像通过图像矢量化更新变化要素。
作者单位：湖南省电力勘测设计院
航空摄影测量是测绘更新1:10000地形图的理想手段，但航空摄影手续繁杂、生产周期相对较长、测绘范围不是很大时单位面积航空摄影费用较高。本文讨论了利用高分辨率卫星遥感影像进行地物更新、利用GPS RTK技术和全站仪野外数据采集进行地貌和小范围地物更新等方法，从而快速地为规划勘测设计提供基础地理信息服务。
一、扫描矢量化
1.扫描矢量化软件
原始的1:10000地形图往往是纸质图，更新工作的第一步需要将纸质图矢量化。目前可用于地图矢量化的软件很多GEOWA作为专业全面的空间数据处理软件，可以很好地应用于4D产品的数据采集、加工到产品制作和包装，也可以对各种形式的外部数据(如野外实测数据、航测遥感数据、CAD/GIS数据等)进行增值加工。
2．方案设计
方案设计可以保证整个作业过程的统一规范，确保图式符号、线划和面填充色的一致性，直接影响到后期数字化工作是否能够顺利进行，可以参照国家标准的1:10000地形图要素分类与代码规范进行设计，符号与线型等可采用软件自带的1:0000地形图要素符号库。
我们参考地理地图，定义了若干个图层(如独立地物、水系、交通、境界、等高线、注记、控制点、地貌、植被、居民地、管线及附属设施等)，每个图层中又分别定义了若干地物类，并规定了它们的名称、编码、属性以及表现风格。
3．图纸纠正
导入地形图扫描图像，输入图幅号后GeowayDRG可以自动计算图幅角点以及公里网格线与图廓线之间的交点坐标，配准图廓左下角后，可以引导捕捉其他图廓点及公里网交点，从而实现地形图的图纸纠正和坐标配准。
4．矢量化
为每张图建立一个以图幅编号命名的独立的工程文件夹，在Geoway软件中新建矢量化工程，设置好工程路径和工程名称，然后设置好图幅编号，加载之前做好的方案以及标准符号库，即可进行分层矢量化，线特征可采用线跟踪方式进行自动跟踪，遇到比较复杂的情况则要采用样条线或者折线来进行手动跟踪；面状地物也采用同样方式，但规则居民地的处理就应该经常采用直角多边形方式输入。在分层矢量化中，一般先对等高线图层进行矢量化，然后再对其他地物进行矢量化：界线类重合只矢量最高级别的界线，图形属性在采集图形过程中运用“属性同步输入”或在采集后批量输入。
5．质量检查
矢量化完成以后，需要进行质量检查，包括图形检测、属性检测和其他检测。图形检测主要检查打折与自相交，出现问题的线文件必须要手动进行修改，检查线状地物是否有相交的现象，线相交并不一定是不合理的，如境界与道路相交，电力线与河流相交等，在地形图上这种相交是正常的，所以最好是分图层来进行检查，同时注意应该把居民地图层关闭，因为居民地是封闭的，影响自相交检测结果。属性检测是为了防止在属性录入过程中由于不慎而出现的错误，按用户的要求来对层、地物类和对象的属性信息进行检测和控制，特别是要检查等高线和高程点的高程属性，除了检查空值之外还要检查高程的错误。其他检测是完成以上两个质检工作后的一个检验过程，主要是在人工干预下，对高程矛盾的等高线进行检测。
6.工程拼接与合并
将处理好的工程文件放到同一个文件夹中，我们称之为总文件夹，在Geoway里新建接边工程，选择工程所在的总文件夹，按照接边窗口的菜单项“接边”里的步骤(接边设置、接边线定义、自动接边)一步步执行操作，必要时增加接边关联线段。接边完成之后，应该对接边处的文件进行手动接边，关键是发现接边处的属性错误，进行属性修改，最常见的是等高线高程错误，修正时应该修改影响比较少的图幅的等高线。
接边完成后，在接边窗口的菜单项里的“工具”中选择“工程合并”，然后按需要仔细进行合并设置，将要合并的工程一起进行进行合并，文件中的每个图层都是要合并的文件中同名图层的集合，这样就得到了测区总的数字化地形图。
二、基于高分辨率卫星遥感影像的更新方法
1．总体技术路线
采用高分辨率卫星遥感影像，野外进行像控测量，利用像控点和数字高程模型，生产1:10000数字卫星正射影像，以数字卫星正射影像作为底图更新1:10000DLG中的交通、水系、居民地、境界、管线等主要要素层的变化要素。对于变化的地貌采用野外实测的方法解决。
2．卫星影像的选取
IKONOS和QUICKBIRD影像可以满足1:10000基础地理信息更新要求。这两种卫星遥感影像重访时间短，全色和多光谱融合影像星下点几何分辨率分别达到了1米(IKONOS)和0.61米(QUICKBIRD)，同时提供有理多项式系数(RPC数据)，根据具体情况可选用编程获取或存档数据。
3．像控点测量
以IKONOS影像为例，经试验，每景需选取不少于16个像控点，同时选取检查点4个左右。像控点应选在影像清晰的明显点、接近正交的线状地物交点、地物的拐角点，影像小于0 2mm的点状地物中心，实地辨认点位精度小于0.3m，弧形地物及阴影处不得作为选刺目标。
像控点测量可采用GPS RTK技术、GPS静态定位或全站仪测量。
4．数字高程模型(DEM)的制作
卫星影像高精度纠正需要数字高程模型(DEM)数据，DEM制作可采用地形图矢量化法，从1:10000 DLG提取高程信息，采用GeoTIN软件生成5米间隔的DEM，然后转换为ARC/INFO的Gtld格式。
5.卫星影像正射纠正
PCI Geomatics或ERDAS Imane是广泛采用的卫星影像正射纠正软件，影像几何模型有严密模型和非严密模型两种。严密模型基于共线方程，利用摄影测量、大地测量的基本原理建立，可较好地适用于不同地形类别地区，几何精度较高。我们选择了严密模型进行纠正，影像纠正完成后，需要进行影像拼接、影像动态色彩均衡、影像编辑等处理。
6.地貌变化范围圈定及补测
由于卫星立体像对的价格昂贵，实际生产还很少使用，利用单张卫星影像无法进行地貌的更新，这里是通过地形图与卫星正射影像的套合，圈定出地貌变化明显区域，再采用外业测量的方法采集高程信息。
7．DLG更新
利用已生成的数字卫星正射影像作为底图，更新矢量地图的主要要素(包括交通、境界、水系、居民地、管线等要素)。
在Geoway3.5软件环境中，导入DOM作为参考底图，套合旧的地形图数据。然后参考预处理图，逐格对变更要素进行判读，将变化的要素按图式统一标绘在卫星正射图像上，同时删除已 不存在的要素。对判读不清的要勾绘范围线，统一到实地调绘，对新增的或内业无法采集的可以采用外业实测的办法解决。
三、基于全站仪野外数据采集的更新方法
1．技术路线
将1:10000地形图进行扫描矢量化，外业持图进行全面巡查，圈定变化范围，确定变化要素，调查地理名称的变化，初选补测图根点位置。利用GPS RTK、静态GPS或全站仪导线测量测定图根点，全站仪采集变化几何要素，全站仪或GPS RTK技术加密高程点，再将变化要素及加密高程点经地图综合后反映到数字化地形图，按分幅规则进行地形图分幅输出。
2．外业变化要素巡查
进行全面的外业巡查，主要是圈定变化范围，确定变化要素，调查地理名称的变化，初选补测图根点位置。
3.图根点测量
GPS RTK技术测量图根点是根据基站周围控制点的WGS84坐标及大地坐标，计算转换参数，基站进行必要的设置，流动站在已知点检查无误后即可进行图根点的测量。双基站一次上点法是分别将2台仪器安置在基准点、其它仪器安置在图根点，一般测量10-15分钟即可达到精度要求。 全站仪导线法可采用闭合导线、附和导线或支导线的形式进行。
4．变化几何要素测量
在图根点上架设仪器进行定向，并检测后视点和复测前一站测过的碎部点，后视点和前一站已测碎部点检查符合要求后进行变化几何要素数据采集，外业绘制详细草图。
5．修测要素编辑
导入外业数据进行地形图的更新。首先将CASS中的数据另存为DXF文件，然后将DXF文件导入GeoWay，导入时注意选择将不同的层作为新的图层加载到工程文件中。导入之后，那些新图层中的地物分别添加到工程中已有的图层中，添加后应该进行适当的修改，如将居民地闭合然后填充，按地图综合原则进行必要的综合形成数字化地形总图。
6．分幅输出
利用GEOWAY，按1:10000地形图分幅规则，将数字化地形总图进行分幅输出，并转换成勘测设计中常用的DWG格式。
四、结语
1:10000地形图提供了大型工程规划设计必需的基础地理信息，本文总结了两种1:10000地形图更新方法，当测区面积不大时可利用全站仪野外采集变化要素。当测区面积较大时，可利用高分辨率卫星影像进行正射纠正，基于数字卫星正射影像通过图像矢量化更新变化要素。
作者单位：湖南省电力勘测设计院