利用數字攝影測量工作系統JX4生產DEM技術的研究

■張秀娟　司亞君（江蘇省地質測繪院江蘇南京210008）

利用數字攝影測量工作系統JX4生產DEM技術的研究

■張秀娟司亞君
（江蘇省地質測繪院江蘇南京210008）

DEM也即數字高程模型，是用于地形地貌測量的先進技術，用于描述地面特征的重要數字方法。本文就數字攝影測量系統JX4生產DEM技術進行研究，并提出DEM質量控制的有效策略，以期為提高GIS系統中測量精確性提供相應的參考。

數字攝影測量技術DEM關鍵技術質量控制

DEM是由一組有序數值組成的實體地面模型，主要是用來表示地面高度，屬于DTM的分支。在DEM模型構造中，可以通過多種途徑獲取構造數據，包括傳統的實地測繪方法、數字攝影測量以及遙感與航空攝影測量，其中數字攝影測量是最常用的的獲取方法，并通過立體測量系統進行數據采集以及整理、分析。

1　數字攝影測量系統JX4生產DEM的關鍵性技術

數字攝影測量系統JX4通過對立體影像進行精確測量，來獲取用于生產DEM的相關地形地貌樣本數據，主要包括兩個步驟：一是對立體影像特征點以及特征線的數據進行采集；二是利用相關軟件及系統將采集到的地面三維坐標數據生成相應的三角形，一般為不規則形，構成TIN，并在此基礎上生成DEM。為確保數字攝影測量系統JX4生產DEM的精確性、全面性以及科學性，要控制好以下關鍵技術：

1.1把握地面特征點以及特征線的精確測量技術

精確的地面特征點以及特征線測量時確保數字攝影測量系統JX4生產DEM質量的重要前提，是DEM生成的重要數據依據。因此，在利用數字攝影測量系統JX4生產DEM的技術過程中，要把握地面特征點以及特征線的精確測量方法，具體表現如下：一是在地面特征點以及特征線數據采集過程中，要切準立體模型，嚴禁采集在房頂、輸定等地物表面積上；二是在進行山區地面特征點以及特征線采集過程中，要注重以下三處數據采集，分別為：分水線，這是山區地形特點的明顯標志，如山頭、山脊等；集水線，如河谷處等；地形變化處，這三處都是山區地形表征的重要特征點，對于精確展現該處的地面形象具有重要的作用；三是注重對地面表征陡坎處以及斜坡處上邊緣、下邊緣的樣本數據采集；四是在利用數字攝影測量系統JX4對面狀水系進行攝影測量時，要找準水崖線，確保攝影過程中各靜止水域特征線高程值的一致性；五是確保JX4數字攝影測量系統中山區等高線測量與山形的一致性。

1.2控制生產過程中TIN質量

精確的、全面的特征點數據以及特征線拘束是構成精準TIN的必然前提，而TIN則直接影響著數字攝影測量系統JX4生產DEM的成果。因此，在利用數字攝影測量系統JX4生產DEM時，要注重對生產過程中TIN的質量控制，具體表現如下：一是要對生產過程中生成的TIN進行立體檢查，一旦發現其與地面吻合度較低，要對相應的地面特征點以及特征線進行及時檢查、修改，以確保其與地面良好的吻合度，為最終生成的DEM質量奠定堅實的基礎；二是確保特征點以及特征線的測量精確性，嚴禁三維特征線交叉以及同一平面出現兩個及其以上高程值，以保證TIN質量。

2　控制DEM質量的有效策略

利用數字測量系統JX4生產的DEM質量直接關系著其應用效果。因此，要綜合采用各項有效策略做好DEM質量的控制工作，具體表現如下：

2.1立體模型檢查

立體模型檢查是DEM質量控制的常用手段之一，其主要是通過數字攝影測試系統JX4軟件對DEM的點位進行讀取，并將其映射到立體顯示窗口，通過立體漫游對DEM各點位進行清晰明了的立體檢查，以確定其誤差是否在允許的范圍之內，對于誤差較大的DEM點位要通過調整特征點以及特征線重新生成TIN，以達到對DEM點位進行修改的目的。

2.2零立體正射影像檢查法

該檢測方法主要是對生成的DEM進行影像數字微分糾正，以檢查生成的DEM影像是否存在扭曲、變形等現象，一旦發生此類現象，就要及時對DEM進行修改以及重新編輯，直至DEM影像回歸正常為止，并使DEM達到相關標準規定的精度要求。在利用零立體正射影像檢查法對DEM影像進行檢查的過程中，其多反映的模型在理論上來講是平面的，一旦DEM數據存在較大誤差，超過誤差規定的限值時，經過投射所成的DEM影像就會存在一定的投影差，在此基礎上進行檢查時，就會發現地面存在起伏現象，從而實現質量監測和控制的目的。

2.3檢查點法

檢查點法主要是指在對生成的DEM進行檢驗的過程中，通過將空三加密檢查點、外業實測的點位信息數據與生成的DEM點位信息數據進行對比分析，并求出各點存在的誤差。按照相關要求規定，在使用該檢查方法對生成的DEM進行檢查的過程中，空三加密每圖幅要滿足兩方面條件：一是要選擇至少28個平面點作為圖幅中的加密樁點；二是要至少選擇至少20個高程點作為每圖幅中的加密裝點。只有每圖幅都分別滿足這兩個條件，才能用在后續的檢查工作中，以確保各項檢查工作的高精度性，同時，這統共48個點要盡可能選擇在容易辨認的方位，且分布較為合理，能確保檢查工作的順利進行。

在利用數字攝影測量系統JX4進行檢查時，要將各點號按照“X、Y、Z”的空間坐標軸形式編輯，并保存為CHK的文件格式，以便于通過專業分析軟件對實際高程值以及DEM的內插高程值進行對比分析，并在此基礎上得出誤差分布區間，獲取較為精準的DEM精度質量檢查報告。

2.4基于人工目視判別的等高線回放檢查法

與以上三種檢查法相比，基于人工目視判別的高線回放檢查法的檢查結果精度有限，其對檢查人員的實踐經驗以及專業技能、知識儲備要求較高，其優點在于能夠有效祛除DEM局部檢查粗差，確保DEM數據的整體質量；缺點在于由于受檢查人員的實踐經驗以及專業技能影響較大，檢查結果波動區間較大；此外，該檢查方法亦需要耗費大量的工作量，且缺乏用于DEM精度質量評判的定量指標。

在利用基于人工目視判別的等高線回放檢查法對DEM進行檢查的過程中，首先要對待檢查的DEM反生成相應的等高線，以便于將其與地面原始的等高線進行目視比對，觀察兩者的等高線走向是否一致等，并確定兩者整體的吻合程度，得到檢查結果。

[1]周利利.利用數字攝影測量系統JX4生產DEM技術探討[J].安徽建筑工業學院學報（自然科學版）,2014,22（02):107-108.

[2]唐艷.淺析在JX-4全數字攝影測量系統工作站下DEM的生產[J].價值工程, 2014,15（09）：210-211.

P217[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-132-1