■張秀娟　司亞君（江蘇省地質(zhì)測(cè)繪院江蘇南京210008）

利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作系統(tǒng)JX4生產(chǎn)DEM技術(shù)的研究

■張秀娟司亞君
（江蘇省地質(zhì)測(cè)繪院江蘇南京210008）

DEM也即數(shù)字高程模型，是用于地形地貌測(cè)量的先進(jìn)技術(shù)，用于描述地面特征的重要數(shù)字方法。本文就數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX4生產(chǎn)DEM技術(shù)進(jìn)行研究，并提出DEM質(zhì)量控制的有效策略，以期為提高GIS系統(tǒng)中測(cè)量精確性提供相應(yīng)的參考。

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)DEM關(guān)鍵技術(shù)質(zhì)量控制

DEM是由一組有序數(shù)值組成的實(shí)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(gòu)造中，可以通過多種途徑獲取構(gòu)造數(shù)據(jù)，包括傳統(tǒng)的實(shí)地測(cè)繪方法、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量以及遙感與航空攝影測(cè)量，其中數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是最常用的的獲取方法，并通過立體測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及整理、分析。

1　數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX4生產(chǎn)DEM的關(guān)鍵性技術(shù)

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX4通過對(duì)立體影像進(jìn)行精確測(cè)量，來獲取用于生產(chǎn)DEM的相關(guān)地形地貌樣本數(shù)據(jù)，主要包括兩個(gè)步驟：一是對(duì)立體影像特征點(diǎn)以及特征線的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；二是利用相關(guān)軟件及系統(tǒng)將采集到的地面三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的三角形，一般為不規(guī)則形，構(gòu)成TIN，并在此基礎(chǔ)上生成DEM。為確保數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX4生產(chǎn)DEM的精確性、全面性以及科學(xué)性，要控制好以下關(guān)鍵技術(shù)：

1.1把握地面特征點(diǎn)以及特征線的精確測(cè)量技術(shù)

精確的地面特征點(diǎn)以及特征線測(cè)量時(shí)確保數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX4生產(chǎn)DEM質(zhì)量的重要前提，是DEM生成的重要數(shù)據(jù)依據(jù)。因此，在利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX4生產(chǎn)DEM的技術(shù)過程中，要把握地面特征點(diǎn)以及特征線的精確測(cè)量方法，具體表現(xiàn)如下：一是在地面特征點(diǎn)以及特征線數(shù)據(jù)采集過程中，要切準(zhǔn)立體模型，嚴(yán)禁采集在房頂、輸定等地物表面積上；二是在進(jìn)行山區(qū)地面特征點(diǎn)以及特征線采集過程中，要注重以下三處數(shù)據(jù)采集，分別為：分水線，這是山區(qū)地形特點(diǎn)的明顯標(biāo)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(qū)地形表征的重要特征點(diǎn)，對(duì)于精確展現(xiàn)該處的地面形象具有重要的作用；三是注重對(duì)地面表征陡坎處以及斜坡處上邊緣、下邊緣的樣本數(shù)據(jù)采集；四是在利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX4對(duì)面狀水系進(jìn)行攝影測(cè)量時(shí)，要找準(zhǔn)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(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)中山區(qū)等高線測(cè)量與山形的一致性。

1.2控制生產(chǎn)過程中TIN質(zhì)量

精確的、全面的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)以及特征線拘束是構(gòu)成精準(zhǔn)TIN的必然前提，而TIN則直接影響著數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX4生產(chǎn)DEM的成果。因此，在利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX4生產(chǎn)DEM時(shí)，要注重對(duì)生產(chǎn)過程中TIN的質(zhì)量控制，具體表現(xiàn)如下：一是要對(duì)生產(chǎn)過程中生成的TIN進(jìn)行立體檢查，一旦發(fā)現(xiàn)其與地面吻合度較低，要對(duì)相應(yīng)的地面特征點(diǎn)以及特征線進(jìn)行及時(shí)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(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；二是確保特征點(diǎn)以及特征線的測(cè)量精確性，嚴(yán)禁三維特征線交叉以及同一平面出現(xiàn)兩個(gè)及其以上高程值，以保證TIN質(zhì)量。

2　控制DEM質(zhì)量的有效策略

利用數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)JX4生產(chǎn)的DEM質(zhì)量直接關(guān)系著其應(yīng)用效果。因此，要綜合采用各項(xiàng)有效策略做好DEM質(zhì)量的控制工作，具體表現(xiàn)如下：

2.1立體模型檢查

立體模型檢查是DEM質(zhì)量控制的常用手段之一，其主要是通過數(shù)字?jǐn)z影測(cè)試系統(tǒng)JX4軟件對(duì)DEM的點(diǎn)位進(jìn)行讀取，并將其映射到立體顯示窗口，通過立體漫游對(duì)DEM各點(diǎn)位進(jìn)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(nèi)，對(duì)于誤差較大的DEM點(diǎn)位要通過調(diào)整特征點(diǎn)以及特征線重新生成TIN，以達(dá)到對(duì)DEM點(diǎn)位進(jìn)行修改的目的。

2.2零立體正射影像檢查法

該檢測(cè)方法主要是對(duì)生成的DEM進(jìn)行影像數(shù)字微分糾正，以檢查生成的DEM影像是否存在扭曲、變形等現(xiàn)象，一旦發(fā)生此類現(xiàn)象，就要及時(shí)對(duì)DEM進(jìn)行修改以及重新編輯，直至DEM影像回歸正常為止，并使DEM達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的精度要求。在利用零立體正射影像檢查法對(duì)DEM影像進(jìn)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(shù)據(jù)存在較大誤差，超過誤差規(guī)定的限值時(shí)，經(jīng)過投射所成的DEM影像就會(huì)存在一定的投影差，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行檢查時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)地面存在起伏現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量監(jiān)測(cè)和控制的目的。

2.3檢查點(diǎn)法

檢查點(diǎn)法主要是指在對(duì)生成的DEM進(jìn)行檢驗(yàn)的過程中，通過將空三加密檢查點(diǎn)、外業(yè)實(shí)測(cè)的點(diǎn)位信息數(shù)據(jù)與生成的DEM點(diǎn)位信息數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，并求出各點(diǎn)存在的誤差。按照相關(guān)要求規(guī)定，在使用該檢查方法對(duì)生成的DEM進(jìn)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(gè)平面點(diǎn)作為圖幅中的加密樁點(diǎn)；二是要至少選擇至少20個(gè)高程點(diǎn)作為每圖幅中的加密裝點(diǎn)。只有每圖幅都分別滿足這兩個(gè)條件，才能用在后續(xù)的檢查工作中，以確保各項(xiàng)檢查工作的高精度性，同時(shí)，這統(tǒng)共48個(gè)點(diǎn)要盡可能選擇在容易辨認(rèn)的方位，且分布較為合理，能確保檢查工作的順利進(jìn)行。

在利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX4進(jìn)行檢查時(shí)，要將各點(diǎn)號(hào)按照“X、Y、Z”的空間坐標(biāo)軸形式編輯，并保存為CHK的文件格式，以便于通過專業(yè)分析軟件對(duì)實(shí)際高程值以及DEM的內(nèi)插高程值進(jìn)行對(duì)比分析，并在此基礎(chǔ)上得出誤差分布區(qū)間，獲取較為精準(zhǔn)的DEM精度質(zhì)量檢查報(bào)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(jié)果精度有限，其對(duì)檢查人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)技能、知識(shí)儲(chǔ)備要求較高，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效祛除DEM局部檢查粗差，確保DEM數(shù)據(jù)的整體質(zhì)量；缺點(diǎn)在于由于受檢查人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)技能影響較大，檢查結(jié)果波動(dòng)區(qū)間較大；此外，該檢查方法亦需要耗費(fèi)大量的工作量，且缺乏用于DEM精度質(zhì)量評(píng)判的定量指標(biāo)。

在利用基于人工目視判別的等高線回放檢查法對(duì)DEM進(jìn)行檢查的過程中，首先要對(duì)待檢查的DEM反生成相應(yīng)的等高線，以便于將其與地面原始的等高線進(jìn)行目視比對(duì)，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(jié)果。

[1]周利利.利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)JX4生產(chǎn)DEM技術(shù)探討[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2014,22（02):107-108.

[2]唐艷.淺析在JX-4全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)工作站下DEM的生產(chǎn)[J].價(jià)值工程, 2014,15（09）：210-211.

P217[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-132-1