全數(shù)字航測內(nèi)業(yè)制作大比例尺DEM的方法研究

張安梅　安豐亮

（山東正元數(shù)字城市建設(shè)有限公司山東煙臺264000）

全數(shù)字航測內(nèi)業(yè)制作大比例尺DEM的方法研究

張安梅安豐亮

（山東正元數(shù)字城市建設(shè)有限公司山東煙臺264000）

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字高程模型的制作方法越來越先進，生產(chǎn)效率隨之越來越高，市場應(yīng)用前景也越來越廣泛。

全數(shù)字攝影測量影像匹配DEM

1　DEM的制作與方法比較

1.1用匹配結(jié)果的編輯方法生成DEM

（1）影像匹配的概念

影像匹配是是利用計算機視覺技術(shù)和數(shù)字影像處理技術(shù)在左右影像上自動、高效地尋找出大量的同名點,并利用匹配的結(jié)果經(jīng)后方交會后內(nèi)插出DEM。DEM生產(chǎn)用到的影像匹配，是采用最小二乘算法。

（2）匹配結(jié)果的編輯方法

實際作業(yè)過程中，全自動匹配的結(jié)果遇到影像中的低反差、紋理缺乏區(qū)、地形遮蔽區(qū)時，匹配結(jié)果不可靠；在被處理地區(qū)有大片樹林覆蓋或城區(qū)時，匹配的同名點會大量落在樹林和房屋等人工建筑物的頂端，這都需要在VirtuoZo系統(tǒng)人工交互地將它們改正到地面上。

選擇菜單處理→匹配結(jié)果的編輯，系統(tǒng)將啟動編輯模塊，編輯時戴上立體眼鏡，便于觀測。在VirtuoZo的匹配結(jié)果編輯界面，編輯前，通過VirtuoZo系統(tǒng)同名影像匹配獲得的視差曲線大多是錯誤的，飄在路上、房子上和樹上的視差曲線，都高出地面很多，在VirtuoZo的匹配結(jié)果編輯界面，編輯好后，房子和樹上的視差曲線都貼到地面。

（3）生成單模型DEM的流程

完成模型的影像匹配和匹配結(jié)果的編輯之后，在VirtuoZo系統(tǒng)生成數(shù)字高程模型DEM。單模型的系統(tǒng)菜單：產(chǎn)品→生成DEM→DEM（M），系統(tǒng)將開始自動生成DEM。首先生成DTM，然后是DEM。

1.2采集特征線生成DEM

在VirtuoZo的IGS立體測圖界面，采集制作DEM的特征線，根據(jù)在VirtuoZo系統(tǒng)量測的地形特征點、地形點以及高程相關(guān)要素，在MapMatrix系統(tǒng)中構(gòu)TIN內(nèi)插生成DEM網(wǎng)格高程。不規(guī)則三角網(wǎng)是另一表示DEM的方法，該方法將特征點按照一定的規(guī)則連接成覆蓋整個地表的三角形片面，它的優(yōu)點是能夠描述地貌特征點和特征線，反映具有復(fù)雜地形的起伏特征，數(shù)據(jù)量大，較適合范圍小，大比例尺的地形建模。

2　兩種制作DEM的方法比較

以數(shù)字文登項目為例，整體地形以丘陵為主，城區(qū)比較平坦，地表地物以建筑物為主，采用匹配結(jié)果的編輯方法時，匹配點很多不在正確位置，糾正匹配點，工作量很大。文登市區(qū)1:500DEM制作項目中的二測區(qū)有265個模型，采用VirtuoZo匹配結(jié)果的編輯單模型生成單模型的DEM，就要生成265個單模型的DEM然后進行拼接，單模型間容易出現(xiàn)接邊誤差；而在立體采集特征線時，一個測區(qū)可以建一個IGS矢量文件：*.xyz,變換立體模型時，都捕捉著特征線端點采集，邊測的同時就接好邊了，節(jié)省了后期接邊的工作量，綜上所述，還是采用采集特征線的方式生成1:500DEM更好些，效率能更高些。

如圖1所示，在匹配結(jié)果的編輯界面對于像河與高架橋這樣的地物不好編輯，編輯好的效果也不理想（圖左），還是采集特征線生成DEM的效果好（圖右）。并且查詢一些高程和實測的高程比對，采集特征線生成的DEM精度也很高。

圖1　結(jié)果對比界面：匹配結(jié)果的編輯（圖左）采集特征線（圖右）Fig 1 Results contrast interface:matching result editor(left)acquisition characteristic line(right)

在數(shù)字城市建設(shè)項目中，制作的是城區(qū)的精細模型。在做城市范圍的DEM時，城市的建筑物（過街天橋、高樓大廈等）會給DEM的制作工作帶來麻煩。當采用匹配結(jié)果的編輯方法時，匹配點受建筑物影響，只要有建筑物的地方，匹配點均不在地面上，就是都需要人工編輯進行糾正，糾正的過程受目前軟件情況的制約，人工將錯誤的匹配點糾正到地面很麻煩，且精度不高。如果用采集特征線的方法，在地形變化處，采集特征點、線，城市的地形多為平原或丘陵，采集的工作量不是很大，生成的DEM精度比較高。

綜上所述，全數(shù)字航測內(nèi)業(yè)制作1:500這樣的大比例尺的DEM，用采集特征線的方式生成DEM的方法更好些。

[1]全數(shù)字化攝影測量系統(tǒng)VirtuoZo工作手冊[M].武漢：適普軟件有限公司，2003.

[2]李德仁，周月琴，金為銑.攝影測量與遙感概論[M].北京：測繪出版社，2001.

[3]李志林，朱慶.數(shù)字高程模型.武漢測繪科技大學出版社，2000.

P231[文獻碼]A

1000-405X（2015）-7-145-1

張安梅（1982～），女，助理工程師，研究方向為測繪工程與地理信息系統(tǒng)。

本文主要闡述的是應(yīng)用VirtuoZo系統(tǒng)、航測軟件MapMatrix，通過對數(shù)字文登地理空間框架項目中制作1:500DEM的技術(shù)方法的比較，對全數(shù)字航測內(nèi)業(yè)制作DEM的方法進行了探討與研究。對實際操作中的采用影像匹配結(jié)果的編輯方法生成DEM和采集特征點、線生成DEM的方法進行比較，總結(jié)出生產(chǎn)1:500DEM更為有效的方法。