基于机载激光雷达点云数据更新1:1万地形图中等高线、高程要素浅析

李卓

(辽宁省基础测绘院，辽宁锦州 121003)

为了更好地推进辽宁省新型基础测绘试点工作，省基础测绘院基于已有LiDAR（激光雷达）数据探索更新高程点、等高线要素的试生产。在已有的LiDAR数据范围内，选取50幅1:10000地形图进行试生产，生产内容为利用已有的点云类数字高程模型及格网类数字高程模型，经过专业技术处理，更新1:10000 DLG中的高程点、等高线要素，具体包括自动提取、结合已有DLG和DOM成果的全要素更新。

一、测区范围和软件

测区范围为锦州市黑山县、沈阳市新民市部分地区，地势呈西高东低，地形以平地为主，包括少量丘陵、山地。受限于本次LiDAR数据源情况的限制，未选取高山地图幅，高山地将在后续项目中继续开展试验。

作业采用点云数据处理软件：ArcGIS、清华山维等点云数据处理及地理信息数据编辑软件。

二、作业过程

1.高程点、等高线数据集与地物套合编辑要求

高程点密度为图上每100平方厘米内平地、丘陵地10～20个，山地、高山地及应基本成品字形均匀分布。

生成的等高线要素要与更新前的等高线要素进行对比，依据地貌特征将等高线进行合理的编辑与优化，山形走势应总体一致。等高线应该真实地表示出各类地形的地貌特征，不得有明显变形和打折，等高线必须赋高程值，必须赋代码。

等高线要素需进行适当取舍处理，按照图幅地貌进行适当调整。取舍时要注意保持原有地貌特征，不能将破碎地貌处理为完整地貌。代表地貌特征的微地貌要保留。

本次试生产的图幅为2021年度辽宁省基础测绘项目“1:10000地形图更新与建库”项目生产任务，进行了除高程点、等高线外的全要素更新。须应用这次更新的高程点、等高线成果对该项目DLG成果中的高程点、等高线要素进行更新。必须在保证精度的情况下，进行等高线与地物的套合编辑。原则上等高线的修改范围一般不应该超过1/3等高距，最大不超过3/4等高距。应该根据不同地区的地貌类型特点，正确表示山脊、山头、山谷、山坡以及鞍部等的形态特征，并与其他要素的关系合理。等高线遇坎、陡坡、陡崖等地物时要表示合理。等高线过自然或人工地貌要素，如岩峰、陡崖、路堑、垄等要打断来满足出图要求。单栋独立房屋一般不能有两根及以上等高线穿过。

谷地、山头、鞍部、凹地的最高及最低一条等高线等不容易判读的地方要适当表示示坡线长度为图上坡线。示坡线为有向线，第一点为定位点，应落在等高线上，第二点指向低处0.6毫米。等高线注记图上每100平方厘米内1～3个。

水稻田内一般不应有等高线，应去除水稻田中无意义的等高线。

LiDAR数据获取时期与地物现势性存在矛盾的情况，如果可以顺势修改则修改合理，无法修改要做标记。露天采掘场、乱掘地、施工区等区域范围内的独立等高线不表示，区域外连续通过的等高线顺势修改合理。

要注意分析高程点要素与地物要素的现势性是否符合，不符合的高程点应该删除。要对无法判断等高线走势的范围以及有疑问的高程点作出明确标记，以方便外业核查。要注意分析与地物套合过程中出现的主要问题，并将问题和解决方法做记录。

2.等高线编辑

将已经平滑好的曲线引入到清华山维中，将点云生成的原始曲线、小参数平滑曲线、大参数平滑曲线存储为三个EDB文件(文件名要能清楚的区分开三个文件)。

曲线选取原则：曲线较密、山体高差较大、特殊地貌的区域选取小参数平滑曲线，曲线较稀、地势较平缓的区域选取大参数平滑曲线，将选取好的两部分曲线合并到一起后进行等高线的修改。

修改合并好的曲线时，先将细碎的小短线删除（不要误删山头最高的一根曲线），主要修改内容是范围超过1/3等高线，最大不超过3/4等高距的这些曲线（参考点云生成的原始曲线就可发现），全图修改完后，套合DLG成果，进行等高线与地物的套合编辑。

3.高程点文件的选取

将用点云生成的点文件与自己图幅中选好的高程点文件叠加选取点云中新的高程点。

第一次选取的点文件可以将选好点位文件的11米半径内点云文件的点全部选取出来，在这个点文件的基础上，再以一米的半径再选取一次，这次选取出来的点文件有部分点位没有点，利用第一次的点文件选点补充即可，这个点文件会有部分点位有多个点，选取一个特征点保留即可。

4.数据成果及接连要求

曲线和高程点都套合完后，进行一检和二检验收。数据成果为全要素DLG成果，数据格式为ArcGIS的MDB格式。

成果数据仅进行等高线要素的接边处理，其他要素进行接边检查，如存在其他要素不接边的情况，需要记录在技术总结中。自己图幅负责东、南边的接边工作，和周围等高线没有更新图幅不作接边处理。图幅间等高线要素应该在满足接边精度的情况下进行接边改正，实现无缝接边。

（1）成果应无缝接边，保持合理的几何形状，接边处等高线应平滑自然过渡。

（2）同一要素在相邻图幅的位置、属性、关系正确一致。

（3）相同等高距图幅接边时，等高线高程接边差一般不大于相应地形等高线高程中误差的2倍，最大不大于2.5倍，如在规定限差内，误差范围内等高线各改一半，不同等高距图幅接边时，等高线高程接边差不大于相应地形中误差之和，最大不大于其和的1.25倍，如在规定限差内，在误差范围内按照中误差的比例进行接边。如等高线高程接边差超出允许误差范围，应查找原因进行修改。

（4）不同时期LiDAR点云数据接边处，由于数据现势性原因造成的等高线不接边，不进行处理，将问题记录在技术总结中，其他情况应查找原因进行修改。

（5）各图幅的接边情况应在元数据中按照实际情况填写，并且在技术总结中明确说明。

三、结束语

本工作方案设计的业务流程中，DLG产品曲线和高程点的生产方式与以往有所不同，1:10000地形图更新与入库曲线和高程点一直没有更新，利用这种方法更新既满足数据库更新