一种基于高分遥感的铁路选线地形分析图制作方法及系统

技术领域

本发明属于铁路地形测绘领域，更具体地，涉及一种基于高分遥感的铁路选线地形分析图制作方法及系统。

背景技术

传统的航空摄影测量铁路工程选线地形图制作方式，高分辨率遥感技术应用少，投资大、成图周期长等缺陷。采用高分辨率遥感影像与北斗卫星定位技术进行高精度地形图的制作，能够降低铁路选线中对地形分析制图的投资，并且缩短其制图时间。一定程度上可以满足铁路建设前期工程辅助支持的需求。

针对铁路建设前期工程辅助支持的需求，亟需提供一种基于高分辨率遥感图像和北斗卫星定位技术进行高精度地形图制作方法，以满足铁路选线的地形分析图的制作需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于高分遥感的铁路选线地形分析图制作方法及系统，旨在解决现有铁路工程选线地形分析图制作投资大、成图周期长，以及科技含量不高的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于高分遥感的铁路选线地形分析图制作方法，包括如下步骤：

对需要进行铁路选线的区域布设像控点，所述像控点需均匀分布；

利用北斗定位功能确定各个像控点位置信息和所有像控点的布设方式；

获取各个像控点的高分辨率遥感影像；利用各个像控点的高分辨率遥感影像、各个像控点位置信息以及所有像控点的布设方式得到所述铁路选线区域的地形起伏信息；地形复杂区域或重要工点可通过北斗定位功能实现三维地形呈现；

依据所述铁路选线区域的地形起伏信息，采用正射校正优化算法和影像重采样算法，对所述高分辨率遥感影像进行正射校正，得到所述铁路选线区域的正射影像；

确定所述铁路选线区域的地理要素信息，将所述地理要素信息和所述正射影像叠加，得到初步绘制的地形图；

依据所需地形图比例尺寸标准对所述初步绘制的地形图进行裁剪分幅；将分幅后的地形图与所述铁路选线区域的数字线化地图叠加配准，制作得到铁路选线地形的分析图。

在一个可选的实施例中，在制作得到铁路选线地形的分析图之后，还包括如下步骤：

设计相应的地图更新、调绘与补测算法，以基于所述铁路选线地形的分析图绘制高精度的地形图。

在一个可选的实施例中：利用北斗卫星系统确定铁路选线区域的三维地形数据；

利用各个像控点的高分辨率遥感影像、各个像控点位置信息、所有像控点的布设方式以及铁路选线区域的三维地形数据得到所述铁路选线区域的地形起伏信息。

在一个可选的实施例中，所述铁路选线区域的地理要素信息包括：铁路选线区域的水文、地层以及地貌等信息。

第二方面，本发明提供了一种基于高分遥感的铁路选线地形分析图制作系统，包括：

像控点布设单元，用于对需要进行铁路选线的区域布设像控点，所述像控点需均匀分布；

北斗数据获取单元，用于利用北斗定位功能确定各个像控点位置信息和所有像控点的布设方式；

地形信息确定单元，用于获取各个像控点的高分辨率遥感影像；利用各个像控点的高分辨率遥感影像、各个像控点位置信息以及所有像控点的布设方式得到所述铁路选线区域的地形起伏信息；地形复杂区域或重要工点可通过北斗定位功能实现三维地形呈现；

地形图绘制单元，用于依据所述铁路选线区域的地形起伏信息，采用正射校正优化算法和影像重采样算法，对所述高分辨率遥感影像进行正射校正，得到所述铁路选线区域的正射影像；以及确定所述铁路选线区域的地理要素信息，将所述地理要素信息和所述正射影像叠加，得到初步绘制的地形图；

地形分析图绘制单元，用于依据所需地形图比例尺寸标准对所述初步绘制的地形图进行裁剪分幅；将分幅后的地形图与所述铁路选线区域的数字线化地图叠加配准，制作得到铁路选线地形的分析图。

在一个可选的实施例中，所述地形图绘制单元，还用于设计相应的地图更新、调绘与补测算法，以基于所述铁路选线地形的分析图绘制高精度的地形图。

在一个可选的实施例中，所述北斗数据获取单元还用于利用北斗卫星系统确定铁路选线区域的三维地形数据；所述地形信息确定单元用于利用各个像控点的高分辨率遥感影像、各个像控点位置信息、所有像控点的布设方式以及铁路选线区域的三维地形数据得到所述铁路选线区域的地形起伏信息。

在一个可选的实施例中，所述铁路选线区域的地理要素信息包括：铁路选线区域的水文、地层以及地貌等信息。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明提供一种基于高分遥感的铁路选线地形分析图制作方法及系统，应用高分辨率遥感技术，并融合北斗导航系统，利用北斗位置功能，实现铁路选线地形上像控点的快速、准确定位；并结合北斗定位和高分辨率遥感技术实现地形三维呈现，地形图绘制更加准确；具有投资小、制图精度高、成图周期短等优点。本发明采用高分辨率遥感影像与北斗卫星定位技术进行高精度地形图的制作，能够降低交通选线中对地形分析制图的投资，并且能缩短其制图时间，一定程度上可以满足公路建设前期工程辅助支持的需求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种铁路选线制图方法示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明目的是针对上述现有铁路工程选线地形分析图制作投资大、成图周期长，以及科技含量不高等缺陷，提供了一种基于高分遥感的铁路选线地形分析图制作方法，并融合北斗导航定位技术。

本发明涉及铁路地形测绘领域，尤其涉及一种基于高分辨率遥感图像和北斗卫星定位技术进行高精度地形分析图制作方法。首先，合理布设像控点，控制点尽量均匀，利用北斗卫星系统进行像控点的精确联测。然后，利用高分辨率遥感数据和北斗位置数据等对地形起伏等情况实现快速、精准的获取，以及三维展现选择合理的正射校正优化算法以及最优的影像重采样方法，对高分辨率遥感影像进行正射校正，生成正射影像。随后进行相关地理要素的叠加，并依据所需地形图比例尺标准分幅进行裁剪和图框整饰。将分幅后的遥感影像与已有的数字线化图进行叠加配准，并设计相应的地图更新、调绘与补测算法，以进行最后的高精度地形图制作。

针对公路建设前期工程辅助支持的需求，本发明完成一种基于高分辨率遥感图像和北斗卫星定位技术进行高精度地形图制作方法，以满足交通选线的专题地形分析图的制作需求。包括：合理选择像控点的方法、正射校正优化算法、最优影像重采样方法以及对分幅后的遥感影像与已有的数据线化图叠加配准方法等。本发明利用北斗位置功能，实现控制点的快速、准确定位；实现地形三维呈现，地形图更加准确。

本发明将高分辨率遥感成像技术和具有自主知识产权的北斗导航系统等融入铁路工程选线地形分析图制作中，通过优化勘测制图流程、方法等，提高制图精度、效率等，节省投资。图1是本发明实施例提供的一种铁路选线制图方法示意图，如图1所示，本发明的具体步骤如下：

(1)高分专项中所获取的多时相多传感器高分辨率影像、航空遥感影像数据、北斗卫星定位数据，以及相关辅助数据。首先，结合以上获取的数据对铁路选线区域合理布设像控点，使控制点尽量均匀。

具体地，相关辅助数据包括：现场人工调绘的水文、地层和地貌等数据。

(2)利用北斗卫星系统进行像控点的精确联测。

(3)依据对地形起伏等情况的分析结果，选择合理的正射校正优化算法以及最优的影像重采样方法，对高分辨率遥感影像进行正射校正，生成正射影像。

(4)进行相关地理要素的叠加，并依据所需地形图比例尺标准分幅进行裁剪和图框整饰。

(5)将分幅后的遥感影像与已有的数字线化图进行叠加配准。

(6)设计相应的地图更新、调绘与补测算法。

(7)高精度地形图制作。

在一个具体的实施例中，本发明提供的基于高分遥感的铁路选线地形分析图制作方法流程图，具体包括如下步骤：

对需要进行铁路选线区域布设像控点，像控点布设应合理，且控制点分布尽量均匀；

利用北斗卫星系统进行像控点的精确联测，能快速确定像控点位置和布设方式；

获取各个像控点的高分辨率遥感影像、北斗位置数据和现场人工调绘信息，利用获取的上述数据、信息得到所述铁路选线区域地形的起伏信息；

对地形复杂或工点重要区域采用北斗系统进行三维地形数据提取；

依据所述铁路选线地形的起伏信息，采用正射校正优化算法和影像重采样方法，对所述高分辨率遥感影像进行正射校正，得到所述铁路选线地形的正射影像；

确定所述铁路选线地形的地理要素信息，将所述地理要素信息和所述正射影像叠加，得到初步绘制的地形图；

依据所需地形图比例尺寸标准对所述初步绘制的地形图进行裁剪分幅和图框整饰；

将分幅后的地形图与所述铁路选线地形的数字线化地图叠加配准，制作得到所述铁路选线地形的分析图，并设计相应的地图更新、调绘与补测算法，以进行最后的高精度地形图制作。

在另一个具体的实施例中，本发明提供了一种基于高分遥感的铁路选线地形分析图制作系统，包括：

像控点布设单元，用于对需要进行铁路选线的区域布设像控点，所述像控点均匀分布；

北斗数据获取单元，用于利用北斗卫星系统确定各个像控点位置信息和所有像控点的布设方式；

地形信息确定单元，用于获取各个像控点的高分辨率遥感影像；利用各个像控点的高分辨率遥感影像、各个像控点位置信息以及所有像控点的布设方式得到所述铁路选线区域的地形起伏信息；地形复杂区域或重要工点可通过北斗定位功能实现三维地形呈现；

地形图绘制单元，用于依据所述铁路选线区域的地形起伏信息，采用正射校正优化算法和影像重采样算法，对所述高分辨率遥感影像进行正射校正，得到所述铁路选线区域的正射影像；以及确定所述铁路选线区域的地理要素信息，将所述地理要素信息和所述正射影像叠加，得到初步绘制的地形图；

地形分析图绘制单元，用于依据所需地形图比例尺寸标准对所述初步绘制的地形图进行裁剪分幅；将分幅后的地形图与所述铁路选线区域的数字线化地图叠加配准，制作得到铁路选线地形的分析图。

具体地，该系统中各个单元的功能可参见前述方法实施例中的详细介绍，在此不做赘述。

相比传统的采用航空摄影测量的交通选线专题地形分析图制作的方式，高分辨率遥感技术具有投资小、成图周期短的优势。若能采用高分辨率遥感影像与北斗卫星定位技术进行高精度地形图的制作，能够降低交通选线中对地形分析制图的投资，并且能缩短其制图时间。一定程度上可以满足公路建设前期工程辅助支持的需求。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。