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摘 要：数字摄影测量技术可以满足较高的精度要求，成本费用较低，图像制成的周期时间较短，目前在地理测绘中取得了广泛的应用。造成DEM精度产生误差的主要因素包括像片比例尺、像元大小以及影像位置等，而造成DOM精度产生误差的主要因素包括DEM高程精度、航片扫描效果等。
关键词：数字摄影测量；DEM；DOM；精度分析
随着科学技术的提高，数字摄影测量技术也得到了较大的发展。数字摄影测量技术可以满足较高的精度要求，成本费用较低，图像制成的周期时间较短，目前在地理测绘中取得了广泛的应用。当前使用较多的航测内业数据采集和处理的数字工作站主要包括Helava、MapMatrix、ImageStation等。文章将对DEM、DOM的生产方式进行研究，分析影像DEM、DOM精度的因素，希望对数字摄影测量技术的发展提供帮助。
一、DEM的生产方式研究
目前在数字摄影测量技术中，生产DEM有三种方式。第一种方式先进行核线采样工作，根据采样结果分析影像匹配点和矢量的特征点的关系，促使两者进行自动配准从而得到像方DEM，之后根据编辑匹配点情况使像方DEM和地面之间保持正确的位置关系，在此基础上建立三角网，再进行内插，从而产生DEM。第二种方式首先收集等高线、标注点、特征数等信息，将这些信息在矢量数据构成的不规则三角网内进行内插，从而产生DEM。这种方式生成的DEM以图幅作为基准单元，在构建不规则三角网时通常会有几幅图幅同时发生作用，进而确保DEM接边工作的准确性。第三种方式是通过自动作用生成的具有较大规模的DEM，这种方法对于影像质量有一定的要求。在三种方式中，第一种方式和第三种方式的有些相似，不同之处在于特征数据的不同，第一种方式加入了特征数，从而在细节表达和地貌特点描述上具有更高的准确性。
DEM技术在现代测绘领域有着较多的应用，例如在工程项目中，应用DEM可以对土方量进行计算以及开展通视分析作业；在水文测量方面，DEM可以进行汇水区分析、水系网络分析、降雨分析等。
二、DEM精度分析
影像DEM精度因素主要包括数字相关精度要求与立体建模。其中，根据研究立体建模的精度数值和空中三角测量的精度数值之间可以看作相等。而数字相关精度主要和像片比例尺、像元数值大小、影像位置以及相关算法有较大的关系。
（一）像片比例尺
像片比例尺对于数字相关精度具有较大的影响。根据研究得知，像片比例尺较小的话，影像质量也较差，影像纹理变得比较模糊，测量结果的准确性也难以得到保证。对于同一类型的航空数码摄像机进行拍摄时，像片比例尺越大，像元地面分辨率也较大，两者呈现正比关系。
（二）像元大小
像元大小主要通过影响影像分辨率和信息数据作用于数字相关精度。当前方会基高比相对较小时，高程精度质量也比较差；进行的对像点坐标的测量结果越模糊，高程精度也会受到很大影响。所以，当像元大小较小时，可以促使影像分辨率较高，进而确保DEM数据的准确性。
（三）影像位置和相关算法
现代研究认为影像位置对于DEM有一定的影响，但影响不具有明显的规律性，特别是不同地形对于数据精度的影响效果有限。一般来说，影响位置如果越远离公共重叠区域，则高程测量精度质量越低。而相关算法的不同对于全数字测量工作会造成较小的影响。
三、DOM的生产方式研究
DOM的生产方法主要有两种，一种是单片微分纠正法，一种是双像立体测量法。其中双像立体测量法的工作基础是数字影像，应用微机技术对数字影像进行系统匹配，通过立体像队先产生DEM，然后对DEM进行微分纠正，从而得到DOM。而单片微分纠正法的工作基础是像元，通过像元对DEM纠正，在去掉数字影像可能带来的误差影响后得到DOM。
DOM的两种生产方法具有较大的差异，具体表现在工作基础、精度确定、应用效率等方面。总结起来，单片微分纠正法在平面、高程精度等方面要弱于双像立体测量法。
四、DOM精度分析
（一）DEM高程精度分析
DEM高程精度对于DOM具有较大影响。通过图1能够看出高程精度对于平面变化的影响。
图1 高程变化（ΔH）和平面变化（ΔL）变化图示
根据两者的变化关系可以得到公式：
公式中的L是地物和像主点之间的距离，f是像机焦距数值。由公式可以看出DEM变化引起的DOM精度变化和振幅、范围、焦距等都有关系。当像主点的距离越小的时候，DEM高程精度变化造成的DOM精度影像程度越少。
（二）航片扫描质量分析
通过高质量扫描仪将航片扫描，进而转变成数字影像是很重要的一项工作。在数字摄影量测系统中，要求扫描影像的色阶分布要比较分散，并呈现出一定的规律性，边角框要能够清晰辨认。在进行航片的扫描工作时，扫描速度是影响航片质量的还重要因素。所以在扫描时要确定底片的清晰情况，并做好扫描仪的检校工作。如果由于客观条件导致飞行质量无法得到足够保证，要按照标准速度进行扫描，从而确保扫描质量。在选择扫描分辨率时，技术人员要根据用途、成图比例尺情况进行具体选择，同时还要考虑像元大小等因素，最大为1.3倍。通过研究发现，当航摄的比例尺较小时，扫描分辨率的选择应该较小。通常认为当像片比例尺为1：2.5万时，分辨率为35μm是比较合适的。
（三）相关算法分析
通过数字微分纠正法进行DOM生产时，可以利用全数字摄影测量工作站，对原始影像进行相应的几何变形，进而获得符合要求的DOM。由于相关算法的不一致也会造成一定的系统误差。
五、结语
在造成DEM精度产生误差的主要因素包括像片比例尺、像元大小以及影像位置等，而造成DOM精度产生误差的主要因素包括DEM高程精度、航片扫描效果等。在实际工作中，技术人员要对造成精度误差原因系统分析，对相关规律进行掌握，并通过试验进行验证，从而为后期的标准制定提供科学依据。
参考文献
[1] 张静，邓国庆，马聪丽，兀伟.数字摄影测量系统生产DEM、DOM的方法与精度分析[J].测绘标准化，2012（04）：16-18.
[2] 龙四春，刘文彬，林剑，李朝奎，陶建军，李博超.基于JX4全数字摄影测量系统的DEM和DLG改进方法[J].测绘通报，2011（02）：12-16.
[3] 陈洁，李京，杜磊.UCXP数字航摄系统DEM、DOM产品制作和精度分析[J].测绘技术装备，2014（04）：19-23.
关键词：数字摄影测量；DEM；DOM；精度分析
随着科学技术的提高，数字摄影测量技术也得到了较大的发展。数字摄影测量技术可以满足较高的精度要求，成本费用较低，图像制成的周期时间较短，目前在地理测绘中取得了广泛的应用。当前使用较多的航测内业数据采集和处理的数字工作站主要包括Helava、MapMatrix、ImageStation等。文章将对DEM、DOM的生产方式进行研究，分析影像DEM、DOM精度的因素，希望对数字摄影测量技术的发展提供帮助。
一、DEM的生产方式研究
目前在数字摄影测量技术中，生产DEM有三种方式。第一种方式先进行核线采样工作，根据采样结果分析影像匹配点和矢量的特征点的关系，促使两者进行自动配准从而得到像方DEM，之后根据编辑匹配点情况使像方DEM和地面之间保持正确的位置关系，在此基础上建立三角网，再进行内插，从而产生DEM。第二种方式首先收集等高线、标注点、特征数等信息，将这些信息在矢量数据构成的不规则三角网内进行内插，从而产生DEM。这种方式生成的DEM以图幅作为基准单元，在构建不规则三角网时通常会有几幅图幅同时发生作用，进而确保DEM接边工作的准确性。第三种方式是通过自动作用生成的具有较大规模的DEM，这种方法对于影像质量有一定的要求。在三种方式中，第一种方式和第三种方式的有些相似，不同之处在于特征数据的不同，第一种方式加入了特征数，从而在细节表达和地貌特点描述上具有更高的准确性。
DEM技术在现代测绘领域有着较多的应用，例如在工程项目中，应用DEM可以对土方量进行计算以及开展通视分析作业；在水文测量方面，DEM可以进行汇水区分析、水系网络分析、降雨分析等。
二、DEM精度分析
影像DEM精度因素主要包括数字相关精度要求与立体建模。其中，根据研究立体建模的精度数值和空中三角测量的精度数值之间可以看作相等。而数字相关精度主要和像片比例尺、像元数值大小、影像位置以及相关算法有较大的关系。
（一）像片比例尺
像片比例尺对于数字相关精度具有较大的影响。根据研究得知，像片比例尺较小的话，影像质量也较差，影像纹理变得比较模糊，测量结果的准确性也难以得到保证。对于同一类型的航空数码摄像机进行拍摄时，像片比例尺越大，像元地面分辨率也较大，两者呈现正比关系。
（二）像元大小
像元大小主要通过影响影像分辨率和信息数据作用于数字相关精度。当前方会基高比相对较小时，高程精度质量也比较差；进行的对像点坐标的测量结果越模糊，高程精度也会受到很大影响。所以，当像元大小较小时，可以促使影像分辨率较高，进而确保DEM数据的准确性。
（三）影像位置和相关算法
现代研究认为影像位置对于DEM有一定的影响，但影响不具有明显的规律性，特别是不同地形对于数据精度的影响效果有限。一般来说，影响位置如果越远离公共重叠区域，则高程测量精度质量越低。而相关算法的不同对于全数字测量工作会造成较小的影响。
三、DOM的生产方式研究
DOM的生产方法主要有两种，一种是单片微分纠正法，一种是双像立体测量法。其中双像立体测量法的工作基础是数字影像，应用微机技术对数字影像进行系统匹配，通过立体像队先产生DEM，然后对DEM进行微分纠正，从而得到DOM。而单片微分纠正法的工作基础是像元，通过像元对DEM纠正，在去掉数字影像可能带来的误差影响后得到DOM。
DOM的两种生产方法具有较大的差异，具体表现在工作基础、精度确定、应用效率等方面。总结起来，单片微分纠正法在平面、高程精度等方面要弱于双像立体测量法。
四、DOM精度分析
（一）DEM高程精度分析
DEM高程精度对于DOM具有较大影响。通过图1能够看出高程精度对于平面变化的影响。
图1 高程变化（ΔH）和平面变化（ΔL）变化图示
根据两者的变化关系可以得到公式：
公式中的L是地物和像主点之间的距离，f是像机焦距数值。由公式可以看出DEM变化引起的DOM精度变化和振幅、范围、焦距等都有关系。当像主点的距离越小的时候，DEM高程精度变化造成的DOM精度影像程度越少。
（二）航片扫描质量分析
通过高质量扫描仪将航片扫描，进而转变成数字影像是很重要的一项工作。在数字摄影量测系统中，要求扫描影像的色阶分布要比较分散，并呈现出一定的规律性，边角框要能够清晰辨认。在进行航片的扫描工作时，扫描速度是影响航片质量的还重要因素。所以在扫描时要确定底片的清晰情况，并做好扫描仪的检校工作。如果由于客观条件导致飞行质量无法得到足够保证，要按照标准速度进行扫描，从而确保扫描质量。在选择扫描分辨率时，技术人员要根据用途、成图比例尺情况进行具体选择，同时还要考虑像元大小等因素，最大为1.3倍。通过研究发现，当航摄的比例尺较小时，扫描分辨率的选择应该较小。通常认为当像片比例尺为1：2.5万时，分辨率为35μm是比较合适的。
（三）相关算法分析
通过数字微分纠正法进行DOM生产时，可以利用全数字摄影测量工作站，对原始影像进行相应的几何变形，进而获得符合要求的DOM。由于相关算法的不一致也会造成一定的系统误差。
五、结语
在造成DEM精度产生误差的主要因素包括像片比例尺、像元大小以及影像位置等，而造成DOM精度产生误差的主要因素包括DEM高程精度、航片扫描效果等。在实际工作中，技术人员要对造成精度误差原因系统分析，对相关规律进行掌握，并通过试验进行验证，从而为后期的标准制定提供科学依据。
参考文献
[1] 张静，邓国庆，马聪丽，兀伟.数字摄影测量系统生产DEM、DOM的方法与精度分析[J].测绘标准化，2012（04）：16-18.
[2] 龙四春，刘文彬，林剑，李朝奎，陶建军，李博超.基于JX4全数字摄影测量系统的DEM和DLG改进方法[J].测绘通报，2011（02）：12-16.
[3] 陈洁，李京，杜磊.UCXP数字航摄系统DEM、DOM产品制作和精度分析[J].测绘技术装备，2014（04）：19-23.