淺談MapMatrix系統(tǒng)下DEM和DOM的制作方法

熊文平 李文杰

（浙江省測繪大隊，浙江 杭州 310000）

MapMatrix系統(tǒng)是武漢航天遠景公司開發(fā)的基于航空數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和外業(yè)測量數(shù)據(jù)等進行多源空間信息綜合處理的平臺，它不但為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)、處理和加工提供了一系列集成的工具，而且該系統(tǒng)兼容性好，可以支持來自其他多種系統(tǒng)的空三成果，避免了用戶在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中帶來的麻煩。相比其他軟件，它有著自身獨特而顯著的功能，在這里我以自身實踐中的經(jīng)驗，針對MapMatrix系統(tǒng)下DEM和DOM的工作流程方法和技巧進行分享。

1 獲取DEM的方法

1.1 直接從地面測量,例如用GPS、全站儀野外測量等,這種方法外業(yè)強度大、效率低、成本高。

1.2 根據(jù)航空攝影測量的方法,即利用全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)獲取,分為有DLG成果和無DLG成果兩種情況的制作。

1.3 基于已有矢量DLG數(shù)據(jù)，用編輯方法獲得，這種方法效率低、精度差。

2 制作DEM和DOM的流程

結(jié)合本次項目的經(jīng)驗，總結(jié)了上述第兩種方法下MapMatrix平臺制作DEM和DOM中一套提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的方法及技術(shù)。

2.1 制作DEM的具體步驟

（1）定向建模型：在 MapMatrix系統(tǒng)下導(dǎo)入空三成果文件。為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，整個測區(qū)的空三成果需導(dǎo)入外業(yè)控制點進行定向評估，如不能滿足規(guī)范限差要求，需要重新定向，直到滿足精度要求為止。再進行絕對定向，核線重采樣，建立立體模型。（2）生成單模型DEM：設(shè)置好相關(guān)參數(shù)，軟件自動生成DEM。（3）DEM拼接：將圖幅所需的單模型DEM拼接在一起，根據(jù)比例尺設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)分幅或者任意分幅利用系統(tǒng)的DEMX模塊裁切單幅DEM。（4）DEM 編輯。DEM 生成后，將數(shù)字高程模型格網(wǎng)點或自動匹配結(jié)果映射到影像立體模型上進行編輯，使數(shù)字格網(wǎng)點或匹配點、線盡量切準(zhǔn)地面。預(yù)處理結(jié)束后進行影像匹配以及對匹配結(jié)果進行編輯。編輯完后可作為成果輸出。

2.2 DEM的編輯技巧

DEM編輯的質(zhì)量好壞直接影響到DOM的成圖質(zhì)量，所以有粗差的DEM點必須反復(fù)匹配或編輯直至消除。MapMatrix系統(tǒng)中的DEM編輯模塊功能比較強大，該程序利用立體模型中顯示視差斷面或等視差曲線以及系統(tǒng)認為是不可靠的點，進行交互式機助編輯。編輯方法包括點、線、面、曲線等方式的立體編輯。不同的地形情況運用不同的方法能得到高效、高精度的DEM。如果是個別點沒有切準(zhǔn)地面，就用點編輯方式來解決；如果是一塊區(qū)域內(nèi)，由于樹、房屋、色差等因素造成格網(wǎng)點沒有切準(zhǔn)地面，可以采用面編輯或是區(qū)域重構(gòu)的方式編輯DEM。

如：a、在高程異常等高線處，借助該軟件優(yōu)越的編輯功能,在等高線附近加測特征點線，利用局部重構(gòu)功能，可以使等高線附近的DEM點匹配得更精確，這樣就解決了高程異常的問題。b、對于城市的人工建筑物和獨立樹木可采用道路推平的方法使之產(chǎn)生更好的效果。c、對于大面積樹林覆蓋區(qū)，可圈定范圍后減去所需的樹高，采用平滑處理。d、對大面積平地、溝渠及比較破碎的地貌需要采用量測內(nèi)插的方法進行編輯。

3 DOM制作方法

3.1 制作DOM的具體步驟

由相應(yīng)的單模型DEM經(jīng)過數(shù)字微分糾正生成單模型的DOM。在DEM成果達到所需精度要求后創(chuàng)建像對正射影像，像元大小為圖上0.1mm。

在本系統(tǒng)軟件屬性窗口設(shè)置參數(shù)（本項目：DEM格網(wǎng)間距2.5米，匹配窗口為11，DOM輸出分辨率為300），參數(shù)根據(jù)項目比例尺和地形類別來決定；設(shè)置參數(shù)后由DEM直接輸出DOM。在生產(chǎn)過程中為了兼顧每個模型DEM，DOM的精度及相鄰模型DEM，DOM 間有足夠的重疊區(qū)域，按控制點坐標(biāo)外擴50m生成單模型DEM，DOM。

在該系統(tǒng)的自帶模塊下完成DOM的鑲嵌和接邊當(dāng)圖幅的正射影像來自于不同模型時，重疊部分影像可能出現(xiàn)模糊、重影、房子倒影相互矛盾，房屋、橋梁、公路變形等間題，必須進行正射影像修補。針對這些情況可以借助該軟件優(yōu)越的編輯功能自動修復(fù)，變形比較大的地方也可以單模型進行關(guān)聯(lián)操作,回到對應(yīng)的DEM模型中進行定位編輯，隨后DOM自動更新。

3.2 DOM勻色鑲嵌的技巧

在DEM的質(zhì)量達到要求后，DOM在數(shù)學(xué)精度方面就有保證了，主要問題是對影像質(zhì)量的控制。

實驗項目的航片中，不同影像的灰度（亮度、對比度和色階）分布不一致，而單幅影像也會明暗分布不均勻，軟件中的“自動勻光功能”已不能滿足如此之大的灰度變化，這給DOM的后期制作帶來了不小的麻煩，所以我們在DOM生產(chǎn)工藝中預(yù)先按照測區(qū)所在地的不同地物，選擇一張相片（最好是包含所有地物）作為模板，利用photoshop軟件將模板相片中相同地物的色調(diào)調(diào)整一致，并將整體效果調(diào)至最好。最后用此模板作為勻光勻色的標(biāo)準(zhǔn)來調(diào)整所有相片的色調(diào)和對比度。這種方法的好處是相片勻光勻色效果好，而且拼接痕跡不明顯。能讓整個DOM的色相趨向一致。

做完勻光勻色之后就是相片的鑲嵌了，鑲嵌過程中為了是紋理一致，需要編輯拼接線，應(yīng)盡量在道路上選取拼接點,避開陰影、高大、標(biāo)志性建筑物走拼接線；在建筑物密集區(qū)，拼接線的選擇應(yīng)考慮到地物的主次，盡量選擇平房或低建筑，而在穿越高樓區(qū)時應(yīng)盡量保持樓房倒向的規(guī)則性，不影響影像的整體視覺效果為好。

總之要得到質(zhì)量好的整幅影像，鑲嵌和勻色的編輯工作要講究方法。

結(jié)語

經(jīng)過對MapMatrix這個系統(tǒng)關(guān)于DEM和DOM生產(chǎn)流程的操作和體會，它和其他以往常用的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)有著比較突出的優(yōu)點。不管是操作界面上，還是功能上，方便快捷。例如DEM多樣化的編輯功能和DOM自動修復(fù)及關(guān)聯(lián)編輯，這樣完善的功能，簡化了作業(yè)員的操作。本次實際制作過程中通過不斷實踐嘗試優(yōu)化了數(shù)據(jù)制作流程,不僅使得數(shù)據(jù)的精確性及準(zhǔn)確性得到很大的提高,而且縮短了編輯作業(yè)時間。MapMatrix系統(tǒng)在航測內(nèi)業(yè)應(yīng)用廣泛，以上方法和技巧這是我個人對它的一個初步體會，相信隨著工作的深入，會對它有更進一步的掌握，從而對今后的工作有提高和改進作用。需待更多測繪工作者深層次的研究實踐證明。

[1]航天遠景公司.MapMatrix多源空間信息綜合處理平臺用戶手冊[Z].2007.

[2]李志林，朱慶.數(shù)字高程模型[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2003.

[3]官云蘭，等.基于 ERDAS IMAGINE 的數(shù)字正射影像圖的制作 [J].測繪通報，2005.