我们水土保持行业进行小流域规划设计等工作的时候,有很多规划设计都是参照不同比例尺的地形图进行设计,在进行生产建设项目相关报告编制的过程中也有很多场景使用地形图。随着现在各级单位对水土保持信息化的重视程度越来越高,要求也越来越严格,因此对作业底图的准确性要求尤为严格。只有将作业底图的地理位置进行严格校正,以后在此底图基础上获取的数据才会准确。对于图片的校正各类GIS软件都提供了丰富多彩的工具来进行。在QGIS中也有对应的插件提供该功能。由于地形图上一般都有公理网坐标,对于地形图的校正我们可以直接采用这类坐标,无需用户查找控制点。
一、工作环境准备。打开QGIS软件,单击菜单“插件/管理并安装插件...”,勾选“GDAL配准工具”。

工具表鼠标右键,勾选“栅格工具栏”,勾选后,出现栅格工具条,工具条上最后一个工具为GDAL配准工具,通过该工具进行后续相关操作。

二、控制点选择。单击工具栏上“配准工具”或者菜单“栅格/配准工具”,上图红色所示按钮。在配准工具第一个按钮,打开需要配准的地形图图片,由于此时的地形图没有任何投影信息,在弹出的投影信息选择界面无需进行任何操作,单击“ok”按钮后,打开需要校正的地形图。

在配准工具单击菜单“设置/设置配准工具...”,在参数设置界面,勾选“显示标识符”和“显示坐标”。勾选该选项主要是方便所选择的控制点在图上能直观、醒目的显示,便于进行检查。

放大地形图上的公里网格交汇处,单击工具条上的“添加地面控制点”按钮,在公里网交叉处鼠标单击,弹出“输入地面坐标”,在输入界面输入对应的坐标,地形图上标注的是公里网坐标,实际需要输入的单位为米,需要在后面添加三个0。

完成地图坐标输入后,相关坐标信息以标签形式直接显示在地图上,便于用户核查控制点坐标录入是否正确。对于控制点可以进行删除和移动等相关操作,实际使用的时候根据需要在工具条找到对应的工具按钮即可。

参照相同的方法,在图幅其他地方依次添加一系列控制点,控制点尽量均匀分布。一般进行二次多项式拟合的时候需要6个控制点就可以了,对于地形图这类有明显坐标的,如果想进行精准校正,在保证控制点选择质量的同时,还是尽量多选择几个控制点。

三、配置参数设置。地形图采用的为高斯克吕格分带投影,对于本数据根据横坐标前2位为19,可以推算出为6度带投影第19带,一般在地形图左下角或者右下角有坐标系的说明,本数据由于比较旧,可以推断其坐标系采用的为北京54坐标系。
相关坐标投影信息可以参考:《地形图坐标转换小程序使用方法》、《QGIS中如何根据XY坐标生成面图层》、《QGIS如何实现单点XY坐标转经纬度坐标》、《ARCGIS实现多个XY坐标转经纬度坐标》、《ARCGIS中XY坐标转换成面图层基本操作》等文章。
单击菜单“设置/变换设置...”或者工具条上对应的按钮,在变换参数设置界面,变换类型一般选择“多项式2”,进行二次多项式拟合,如果控制点数据足够多,可以选择其他方法。目标空间参照系根据本地形图信息可以选择。

目标空间参照系根据本地形图信息可以选择,单击“目标空间参考系”最右侧的按钮,在过滤界面恶意输入“Beijing”,在坐标参照系列表框选择"Beijing 1954/Gauss-Kruger zone 19"带的投影,如下图所示。

“输出栅格”输入框选择设置校正后成果的输出文件夹路径和文件名,其余参数采用默认,设置相关参数后,单击“ok”按钮,完成参数设置。

根据不同的变换参数,采用不同的算法,整体计算的残差也不完全一样,对误差比较大的点可以进行修改或者临时去掉前面的勾选按钮,不让其参与计算。

四、地形图配准。单击菜单“文件/开始配准...”,按照设置的配准参数完成地形图的配准。

五、配准结果查看。打开天地图遥感影像,打开本次校正后的成果,可以查看校正的效果。

推荐阅读:如果后续需要将地形图投影转换为其他投影,可参考《QGIS中栅格数据投影转换》。