利用卫星遥感数据制作地形图
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摘 要：制作全球任意陆地区域的地形图，成图精度与目标地区的卫片清晰度、DEM分辨率、实地地形地势均有较大的关系，利用30m分辨率数据，成图精度大约能达到1：50000。
目前，很多国外项目（特别是不发达国家）收集不到相关的地形图，无法对工作区地形地貌作整体评价及认识，为前期踏勘及设计工作带来了极大不便，针对这一问题，我们可以利用一种新方法来解决，即：利用卫星遥感数据来制作工作区地形图。制作1：50000以下的小比例尺地形图，甚至不需要额外的成本，完全可以利用当前已经公开的免费数据来制作。为了使大家有一个更清晰的概念，在这里我们把需要用到的卫星遥感数据看作两部份（实际上这两部份都是从卫星影像数据衍生出来的）：平面影像数据和高程数据，平面影像数据就是一般看到的平面卫片（如GoogleEarth下载的图片），主要作用是描绘出图面上的地物。高程数据我们可以利用免费的DEM数据，DEM是Digital Elevation Model的缩写，是一定范围内规则格网点的平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集（如30m、90m分辨率的数据集），在文章的主要作用是确定点位高程。现在我们从两方面对这一技术进行阐述：（1）成图的基本步骤，（2）怎样提高成图精度。
这一技术的应用，我们需要准备以下软件：（以免费卫星图片和DEM数据为例）
（1）Global Mapper（数据处理及成图软件，也具有坐标转换功能）；（2）Coord MG（坐标转换软件）；（3）Cass、CAD成图软件；（4）谷歌地图下载软件（卫星图片下载，保证下载的卫片四个角有经纬度坐标）；（5）各分辨率DEM数据（目前有全球90m分辨率DEM免费数据，亦可下载全球30m分辨率DEM免费数据，下载网站“国际科学数据服务平台”。
1 成图的基本步骤
我们以90m分辨率DEM数据为例进行阐述：（假设已下载了90m分辨率DEM数据）
1.1 使用Global Mapper获得点位高程数据或生成等高线图
（1）在90m数据文件夹里找到“世界地形数据分区表.jpg”，并打开。见图1
图1
（2）根据上图找到工作区大致地理位置对应的下轴和左轴方格数据，并记录。如43_16.
（3）运行Global Mapper，打开43_16.zip文件，同时设置好相应的椭球及投影参数。
（4）利用Global Mapper生成等高线，输出等高线图（DXF格式）。为了更好地对图形进行编辑，一般不直接输出等高线图，而是生成XYZ格式的点位数据，再将这些数据转换成CASS软件所需要的展点格式（可用Excel进行格式转换操作），用CASS软件生成等高线。
1.2 制作地物图
1.2.1 用谷歌地图下载软件下载卫星图片。此软件下载后有图片四个角的经纬度坐标，用CoordMG进行坐标转换。操作步骤：运行地图下载软件――地图下载任务――新建任务――输入下载范围――选择下载级别（级别越高越清晰，文件越大，但有些区域无高清图片，一般选18～20级）――下载。见图2
1.2.2 下载完成后，点“导出|拼接――导出|拼接图片”，再选中“生成经纬度坐标”。见图3
图3
1.2.3 将图片四个角点的经纬度坐标，通过Coord MG软件转换成与等高线图相对应的平面直角坐标，再根据其平面坐标进行修正，然后对图片中表示的地物进行描绘，可以在CAD或其它软件上进行。以CAD为例，操作如下：
（1）运行CAD软件，输入命令“image”，载入卫星图片。
（2）通过图片四个角的平面坐标，对卫星图片进行修正，也叫坐标配准（平移，缩放的进程，CASS制图软件有直接修正的功能），用CAD手动进行坐标配准精度不高，建议采用Microstation和Cass。
（3）用地物符号进行描绘。
（4）描绘完之后将图片删除，保留地物符号。
最后在CAD平台上将等高线图和地物图合并到一起，就得到了一幅完整的地形图。
2 提高成图精度
相对于免费数据，90m分辨率数据生成等高线时，因点位间距太大，有可能使地貌发生变形。用30m分辨率数据可以很好地改善这一状况，但30m分辨率数据存在很多伪数据（可能是为了防止作为商业用途），有时不能直接使用。将两种数据结合起来使用，可以有效地提高等高线图的精度，步骤如下：
（1）用GlobalMapper打开90m分辨率数据文件，再打开30m分辨率坡度数据文件。见图4
（2）与上一节相同，设置好坐标系和投影方式。
（3）在GlobalMapper软件里：点选“文件-结合地形层”，见图5。这样90m分辨率数据间接地变成了30米分辨率数据，而且不会存在伪数据。
（4）其余步骤同上一节。
通过上述方法，我们可以制作全球任意陆地区域的地形图，成图精度与目标地区的卫片清晰度、DEM分辨率、实地地形地势均有较大的关系，利用30m分辨率数据，成图精度大约能达到1：50000。但用此方法成图，不需要额外的野外勘测、数据采集等费用，具有很高的经济价值。