当前位置:首页>> >>


GoogleEarth在地形图测绘中的应用.rar

收藏

资源目录
    文档预览:
    编号:20180915222315577    类型:共享资源    大小:56.38KB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
    尺寸:148x200像素    分辨率:72dpi   颜色:RGB    工具:   
    20
    金币
    关 键 词:
    GoogleEarth 地形图 测绘 中的 应用
    资源描述:
    编号:09009410622南阳师范学院 2013 届毕业生毕业论文(设计)题 目:Google Earth 在地形图测绘中的应用完 成 人: 张岩 班 级: 2009-06 学 制: 4 年 专 业: 测绘工程 指导教师: 张海军 完成日期: 2013-4-20 目 录摘要 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (1)1 引言 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (2)1.1 Google Earth 的发展及技术 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (3)1.2 选题意义 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (4)2 Google Earth 在地形图测绘中的应用 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (5)2.1 数据获取 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (6)2.2 Google Earth 卫星影像的几何纠正 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (7)2.3 基于 Google earth 的地图要素矢量化∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (7)2.4 Google earth 影像图在带状地形图测绘中的应用 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (8)2.5 Google earth 卫星影像辅助制作大比例尺地形图 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (8)2.6 Google Earth 在像片调绘预处理与数据编辑中的应用 ∙∙∙∙∙∙∙∙ (9)3 总结与展望 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (9)参考文献 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (9)Abstract ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (9)第 1 页( 共 9 页)Google Earth 在地形图测绘中的应用作 者:张 岩指导老师:张海军摘要:地形图的测绘对控制点及地形图精度考虑较多,过程方法专业性强,周期相对较长,特别是技术 人员去省外或国外工作,控制基础资料相当短缺,如果规划设计工作中需要修测和补测地形图,工作人员进出场非常不方便,面对无图可买、无 图可用的情况,通过 Google Earth 对这些高分辨率卫星影像进行获取、预处理,并利用 Eras Image 软件的多种几何纠正模型进行纠正并分析其精度,最终选择 Projective Transform(投影变换模型)纠正成果用于辅助进行测绘工作,减少不必要的时间浪费,降低 劳动强度,提高工作效率,取得了良好的应用效果。 文章主要探讨 Google Earth 在地形 图测绘中的辅助支持角色,并对 Google Earth 软件在地形图测绘中的强大优势进行总结和展望。关键词:Google Earth;地形图测绘 ; 应用1 引言1.1 Google Earth的发展及技术谷歌地球(Google Earth)是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件,它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。Google Earth(以下简称GE)于2005年向全球推出,被“PC世界杂志”评为2005年全球100种最佳新产品之一。用户们可以通过一个下载到自己电脑上的客户端软件,免费浏览全球各地的高清晰度卫星图片[1] 。Google Earth还有大量可提供用户添加的地标、航迹、KML地图等,组成了一个巨大的多维地理信息库。此外,Google Earth还为开发人员提供了程序接口,方便进行二次开发,调用数据等 [2] 。利用GE三维模拟功能,在GE上建立一定海拔的平面,使之与起伏的地表相切,就能得到等高面范围线。在影像图分辨率高和现势性好的区域,提取GE卫星影像照片插入AutoCAD或成图软件中进行编辑,修测和补测地形图。Google Earth上的全球地貌影像的有效分辨率至少为100m,通常为30m(例如中国大陆),视角海拔高度(Eye alt)第 2 页( 共 9 页)为15km左右(即宽度为30m的物品在影像上就有一个像素点。对于大、中城市,Google Earth包含了高精度的卫星影像,包括Quick Bird、LANDSAT-7、IKONOS及法国SPOT5。其中SPOT5可以提供解析度为2.5m的影像,IKONOS可提供1m左右的影像,而Quick Bird能够提供最高为0.61m的高精度影像。数据免费,适合项目投标、预可研阶段使用。1.2 选题意义测绘工作是国家经济建设和国防建设的一项基础性、先行性工作,是各项基础设施建设的基础和前提。传统的地形测绘是利用平板仪、经纬仪、全站仪等仪器,在某一测站点上量测各种地物、地貌的平面位置和高程,并将地面物体及地形起伏形态绘制成图的工作。现代技术的发展使得测绘技术不断更新,新的测绘方法促进了测绘精度、测绘水平的提高如全站仪测图和 GPS-RTK 技术测绘。在权衡制图精度、速度及成本时,大多追求的是制图精度,而较少考虑制图速度及成,而且这些地形图制作方法都相当专业、复杂,特别是技术人员去省外或国外工作,控制基础资料相当短缺,如果规划设计工作中需要修测和补测地形图,工作人员进出场非常不方便,面对无图可买、无图可用的情况,通过 Google Earth 对这些高分辨率卫星影像进行获取、预处理,并利用 Eras Image 软件的多种几何纠正模型进行纠正并分析其精度,最终选择 Projective Transform(投影变换模型)纠正成果用于辅助进行地形测绘工作。Google Earth 集成了遥感(RS)地理信息系统 (GIS)和全球定位系统(GPS)三种高新技术的功能,部分地区影像分辨率高达 0.5m,可在全球范围内周期性地更新卫星遥感影像具有获取周期短成本低野外工作量小的特点,因而具有广阔的应用前景。本文主要探讨 Google Earth 影像在地形图测绘中的辅助支持,并对 Google Earth 软件在地形图测绘中的强大优势进行总结和展望 [3]。2 Google Earth在地形图测绘中的应用通过一个下载到自己电脑上的客户端软件,可以免费浏览全球各地的高清晰度卫星图片。Google Earth还有大量供用户添加的地第 3 页( 共 9 页)标航迹 KML地图等,组成了一个巨大的多维地理信息库。此外,Google Earth还为开发人员提供了程序接口,方便进行二次开发,调用数据等,为在Google Earth上进行工程测量工作提供了可能。2.1 数据的获取Google Earth是现成的数据库,其广度和精度可以满足我们的一般需要。因此,只需安装并运行Google Earth,就可以将试验区的数据下载下来。Google Earth采用的数字高程模型数据主要是SRTM(Shuttle Radar Topography Mission),它是由美国太空总署(NASA)和国防部国家测绘局(NMA)联合测量的,覆盖了全球陆地表面的80%以上SRTM数据精度有1arc-second和3arc-second两种,分别为30m(SRTM-1)和90m(SRTM-3)数据。现在GE大部分高程模型是利用SRTM-3数据建立的,它的高程基准为EGM-96大地水准面,平面基准为WGS84 。SRTM-3的标称绝对高程精度为±16m,标称绝对水平精度为±20m。2.2 影像的几何纠正Google Earth 影像要在测绘中加以利用,必须对其进行几何纠正,把它纠正成为在某一坐标系下可以进行量测的影像。有多种方法从 Google Earth 上获取高分辨率的卫星影像,但基本不能一次性获得一个大区域的高分辨率影像。这些影像基本都是以小区域瓦片式存储的,这是海量数据网络传输和显示的需要。当获取到这些影像瓦片后,得将它们无缝合成在一起。你会发现这些影像上一定间隔都被 Google 公司打上了 “Google Earth”的小小标签,但基本不影响我们进行地物判读。我们可以利用 Photo Shop 对影像进行色彩调整,然后把它转换成 ERDAS 支持的*.image 等格式。进行影像纠正分为以下 4 个步骤:(1)插入光栅图像;(2)分别在展点图与光栅影像图上标注同名像点(至少 4 个);(3)误差计算;(4)误差在限定的范围内后,纠正影像。在Google Earth上量取控制点主要考虑到它以下的优点:(1)Google Earth提供了全球大部分地区的卫星影像,而且做到无缝连接,无极放大,操作方便。(2)清晰度高,可以在影像上清楚看到待量测目标的位置。第 4 页( 共 9 页)(3)提供详细、免费的并且具有 3D 可视化性能的地理基础数据及开放的程序接口(GECOMAPI),可以获取地理信息数据用作各种分析研究。(4)通过图层分层显示,利用工具自由绘制,可以自由添加注释,生成个性化电子图,并且可以输出打印。(5)提供建筑物和周围地形的 3D 显示模式,并可以任意视角的倾斜和旋转,还可以浏览一个地方的地形地貌及地物等地理信息情况。2.3 基于 Google Earth 的地图要素矢量化过去在制作中小比例尺数字地图时,道路、水系、居民地等地理要素的来源一般有两种,一种是来自于野外的实测坐标数据,另外就是利用已有地形图进行矢量化。在 Google Earth 上矢量化制图所需要的各种地理要素,以实现测量数据的可视化、查询与分析,并将矢量数据以 KML 文件格式存储,KLM 文件就是一种在 Google 地图浏览器中用于交换地理数据的文件,他可以直接或间接导入到ArcGIS、MapInfo 等 GIS 软件中显示并最终编辑成图 [4]。具体操作步骤:在 ArcGIS9.3 中加载 AutoCAD DWG 格式的 Z 市行政界线文件,利用 Arc Toolbox 的转换工具将图层输出为 KML 文件。启动 Google Earth,在“文件”菜单项下点击“打开”,然后在浏览对话框中选择刚刚保存的“Z 市行政界线。“KML”文件,这样各级行政界线便按照其经纬度坐标值显示在 GE 影像的相应位置上,从而为接下来的地物矢量化工作提供参考边界,做到不遗不漏。开始矢量化之前首先在 GE 的“我的位置”下新建文件夹并命名为“Z 市制图要素矢量化”,接着在此文件夹内依次新建文件夹若干并按实际需要分别命名为“道路”、“水系”、“居民地”等,后续的矢量化工作分别在对应的各个文件夹下进行。以矢量化道路为例:单击 Google Earth 左侧侧栏“位置”框中“Z 市制图要素矢量化”下的“道路”文件夹,然后点击上方工具栏的“添加路径”按钮,在出现的对话框中“名称”一栏里输入道路的名称,接着转动鼠标的滚轮将视点调整到适当的高度( 以能清晰分辨出影像上道路轮廓为宜),从这条道路的端点或者与其他地物的交点开始沿着道路边线或者中心线(视第 5 页( 共 9 页)道路的宽窄而定)的各个拐点逐点矢量化,尽量保证矢量化出的线条与影像图相吻合,一条路画完后点击对话窗口中的“确定”按钮,数据便被保存到了“道路”目录下。矢量化工作结束后,在侧栏“位置”框中“Z 市制图要素矢量化”文件夹上点右键,在弹出菜单中单击“将位置另存为”给导出的 KML 文件命名并保存。其矢量化流程如图 1 所示。图 1 矢量化流程2.4 Google Earth在带状地形图测绘中的应用带状地形图的缺点是在生产现场很难判断测图范围的实地位置,特别是利用全野外数字化方法进行带状地形图测绘时,经常是利用数据准备(界线 DWG 文件)导入到 Arc GIS 转出 KML 文件Google Earth 添加 KML 文件,影像叠加行政界线逐项矢量化并保存为 KML 文件矢量化完毕 KML 文件导入 ArcGISWGS-84 坐标投影变换到 80 西安坐标系第 6 页( 共 9 页)测图范围的坐标来判断实地测量范围是否不足或超界,结果往往造成测图范围不足而需要重新补测,或者测图范围超出界限范围需要删除,往往会浪费工作的时间,使工作效率下降。根据实地情况而设计的线路中心可能很不规则,而且沿线会布设立交等建筑物,不同路段对地形图的带宽也不尽一样,因此带状地形图的测图范围是一个很不规则的多边形,经常判断不准造成测量范围偏差。经过生产实践摸索,利用 Google影像图较强的现实性和影像判读的直观性,可以节约作业时间,提高作业效率。思路方法:将某一坐标系下的测图范围按折点顺序采集平面坐标,寻找能够包含测区范围的三个点的平面坐标和大地坐标,计算坐标转换模型的七参数数据,利用坐标转换软件将平面坐标转换成WGS84 坐标系下的大地坐标,利用Excel等软件将度分秒格式的大地坐标转换为以度为单位的大地坐标,编写程序代码,将该坐标数据转换成通用的GPX格式数据。用Google Earth软件打开GPX格式数据,地球在旋转过程中已将测图范围居中显示在屏幕上。这时就可以将所需要的部分测图范围尽可能放大后打印即可使用 [5] 。2.5 Google earth 卫星影像辅助制作大比例尺地形图大比例尺地形图的测量方法从最初的平板仪测量发展到全站仪测量。面积较大时,可采用航空摄影测量的方法。野外工作量大,作业周期长,成本高;而航空摄影测量虽野外工作量较小,但只较适合大面积地形测量,对于小面积地形测绘,由于其航摄成本高,航摄要求较苛刻,故小面积作业不便采用。近年来,随着航天技术与数字影像技术的发展,卫星遥感影像质量不断提高,空间分辨率从原来的几十米发展到今天的 0.41m(Geo Eye-1,全色),影像处理技术也发生了质的飞跃,卫星影像资料种类繁多,影像处理软件层出不穷,影像清晰度不断提高,处理影像技术日的地区甚至可更新1∶1000 比例尺地形图。Google Earth 集成了遥感(RS)地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)三种高新技术的功能,部分地区影像分辨率高达 0.5m,可在全球范围内周期性地更新卫星遥感影像具有获取周期短 成本低野外工作量小的特点,因而具有广阔的应用前景[6] 。应用比较少。为了探讨 GPS 辅助空中三角测量在大比例尺地第 7 页( 共 9 页)图测绘中的应用,从精度和工作量入手,尽量地减少外业控制点的数量,选择最优化的方案。利用截图软件(Google Map 截获器 V1.1)在 Google earth 卫星影像上截取待测区域地形的卫星图片,并根据不同的比例尺要求采用不同的分辨率进行图片截取,以及根据不同的比例尺要求进行图片纠正。将纠正的图片作为底图,将测量的碎步点展到底图上进行测绘工作。利用这种方法做图,对待整个待测区域能顾及全局,有整体的效果;而且外业测量员将采集测量的碎步点展到 CASS 图上进行内业绘制时,能够及时发现外业测量中的错误,能够有效地避免由于定向或者是校正点引起的人为错误,提高测量工作的实效性。修图及后期整饰图形时,结合纠正后的 Google Earth 底图,能够对难测和未测到的小面积区域进行正确的修饰,使整幅图形对实际地形地貌有更加精准的反映。利用这种方法做图,对待整个待测区域能顾及全局,有整体的效果;而且外业测量员将采集测量的碎步点展到 CASS 图上进行内业绘制时,能够及时发现外业测量中的错误,能够有效地避免由于定向或者是校正点引起的人为错误,提高测量工作的实效性修图及后期整饰图形时,结合纠正后的 Google Earth 底图,能够对难测和未测到的小面积区域进行正确的修饰,使整幅图形对实际地形地貌有更加精准的反映。2.6 Google Earth在像片调绘预处理与数据编辑中的应用调绘像片的内业预处理完善与否直接影响到外业调绘的进度,因此,在出测前必须对影像进行细致地分析与判读,一般情况下此阶段可借助Google Earth完成以下几方面工作 [7] :(1)当图内有较大城市乡镇大型机构时,内业预处理可以借助Google Earth地图软件进行比对分析,该城镇的影像较为清晰地显示实地无变化,因此完全可按照Google影像进行内业清绘;另外有关植被水系交通等地理信息也可以通过Google Earth地图软件进行属性定性,如根据其密集的点状纹理及所在区域,可判定其植被类型属针叶。(2)在偏远及难到达区域,作业人员可借助Google Earth与调绘片完成对此区域的分析比对,有重点地对相关区域给予重点调绘。第 8 页( 共 9 页)(3)外业调绘路线的选定是影响成图的一个主要因素,在进行外业工作前,作业人员可参考Google Earth所提供的道路信息制定工作路线,避免走回头路,做无用功。3 总结与展望本文结合Google Earth 软件在测绘方面的强大功能及优势分析了其在地形图测绘中的应用,特别是在规划、可行性研究阶段的方案中,能在很大程度上解决原来需要很多的户外调查工作才能完成的任务。实践证明利用免费的Google Earth高分辨率卫星影像通过一定的专业处理,提供给测绘应用是切实可行的。该方法在测绘项目中广泛应用,弥补了缺乏最新影像资源的不足,取得了良好的经济效益和社会效益。利用Google影像图建立起设计方案的虚拟模型,进行演示和审查,目前也已经有了很好的尝试 [8]。基于Google的影像图它将使传统的信息管理系统从二维模式跨进到三维模式,更加符合人们的感性认识。找到了更直观更有效的作业方法,避免了测量员在野外作业过程中因误判而浪费时间和精力,为实际生产作业节约了时间,提高了工作效率。随着国民经济和科技的快速发展,Google影像图在地形图测绘中的应用前景将非常广阔。参 考 文 献[1] http://baike.baidu.com/view/720460.htm.[2]韩皓.Google Earth 在铁路勘测设计前期工作中的应用[J ].铁道勘察,2010,2(1):9-12.[4]王一川.Google Earth 卫星影像辅助空三制作中小比例尺地形图[J ].铁道勘察,2011,3(4):1-4.[5]任宏权,陈华,张海青.Google Earth 软件在带状地形图测绘中的应用[J].测绘技术装备,2011,1(3):23-31.[6]施昆.利用Google Earth影像辅助大比例尺地形图测量的方法[J ].测绘通报,2013,5(1):2-6.
    展开阅读全文
    1
      金牌文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论,赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题:GoogleEarth在地形图测绘中的应用.rar
    链接地址:http://www.gold-doc.com/p-185826.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
    copyright@ 2014-2018 金牌文库网站版权所有
    经营许可证编号:浙ICP备15046084号-3
    收起
    展开