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(tái)264000）

全數(shù)字航測(cè)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(tái)264000）

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

全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)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(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和數(shù)字影像處理技術(shù)在左右影像上自動(dòng)、高效地尋找出大量的同名點(diǎn),并利用匹配的結(jié)果經(jīng)后方交會(huì)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(shí)際作業(yè)過(guò)程中，全自動(dòng)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(shí)，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(shí)，匹配的同名點(diǎn)會(huì)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(dòng)編輯模塊，編輯時(shí)戴上立體眼鏡，便于觀測(cè)。在VirtuoZo的匹配結(jié)果編輯界面，編輯前，通過(guò)VirtuoZo系統(tǒng)同名影像匹配獲得的視差曲線大多是錯(cuò)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(kāi)始自動(dòng)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(cè)圖界面，采集制作DEM的特征線，根據(jù)在VirtuoZo系統(tǒng)量測(cè)的地形特征點(diǎn)、地形點(diǎn)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(diǎn)按照一定的規(guī)則連接成覆蓋整個(gè)地表的三角形片面，它的優(yōu)點(diǎn)是能夠描述地貌特征點(diǎn)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(xiàng)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(shí)，匹配點(diǎn)很多不在正確位置，糾正匹配點(diǎn)，工作量很大。文登市區(qū)1:500DEM制作項(xiàng)目中的二測(cè)區(qū)有265個(gè)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(gè)單模型的DEM然后進(jìn)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(shí)，一個(gè)測(cè)區(qū)可以建一個(gè)IGS矢量文件：*.xyz,變換立體模型時(shí)，都捕捉著特征線端點(diǎn)采集，邊測(cè)的同時(shí)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(duì)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(shí)測(cè)的高程比對(duì)，采集特征線生成的DEM精度也很高。

圖1　結(jié)果對(duì)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(xiàng)目中，制作的是城區(qū)的精細(xì)模型。在做城市范圍的DEM時(shí)，城市的建筑物（過(guò)街天橋、高樓大廈等）會(huì)給DEM的制作工作帶來(lái)麻煩。當(dāng)采用匹配結(jié)果的編輯方法時(shí)，匹配點(diǎn)受建筑物影響，只要有建筑物的地方，匹配點(diǎn)均不在地面上，就是都需要人工編輯進(jìn)行糾正，糾正的過(guò)程受目前軟件情況的制約，人工將錯(cuò)誤的匹配點(diǎn)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(diǎn)、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(cè)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(cè)量系統(tǒng)VirtuoZo工作手冊(cè)[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(cè)量與遙感概論[M].北京：測(cè)繪出版社，2001.

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

P231[文獻(xiàn)碼]A

1000-405X（2015）-7-145-1

張安梅（1982～），女，助理工程師，研究方向?yàn)闇y(cè)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(cè)軟件MapMatrix，通過(guò)對(duì)數(shù)字文登地理空間框架項(xiàng)目中制作1:500DEM的技術(shù)方法的比較，對(duì)全數(shù)字航測(cè)內(nèi)業(yè)制作DEM的方法進(jìn)行了探討與研究。對(duì)實(shí)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(diǎn)、線生成DEM的方法進(jìn)行比較，總結(jié)出生產(chǎn)1:500DEM更為有效的方法。