DOM和真DOM

张 震 方子岩 张 环

(1.浙江省工程勘察院，浙江宁波 315012;2.东南大学，江苏南京 210096;3.浙江省水文地质工程地质大队，浙江宁波 315012)

正射影像图(DOM)作为4D产品之一，已得到广泛应用。常规DOM的获取，是在数字微分纠正时基于数字高程模型DEM。随着经济建设的发展，常规DOM已不能满足进一步的需要，人们使用正射影像图，不仅要求地表面是正射影像，而且希望地表面上的所有地物也是正射影像。这就要求在DEM的基础上将高出地表面的其他地物的高程也一一获取，给出一个数字表面模型DSM，提供给数字微分纠正，从而获得真DOM。也就是说，真DOM的获取，是在数字微分纠正时基于数字表面模型DSM。

DSM的获取比DEM更困难，DSM无法用曲面描述，因而各种内插方法不适用。目前，较好的方法是用全数字摄影测量方法获取DSM。基于共线方程的三维严密数字微分纠正是获取常规DOM和真DOM的重要方法，这里讨论框幅式摄影机影像及其共线方程作为纠正变换函数获取DOM和真DOM的原理和方法。

1 数学曲面拟合地表面内插得到DEM

目前，4D产品之一DEM的建立方法是:用地形测量方法或摄影测量方法获得建立区域数据点→选择合适的数学曲面→用数据点求出曲面方程的系数使之拟合与实际区域地面→按要求的密度内插出DEM点→得到DEM。利用数学曲面内插得到的DEM，其前提是假设该区域连续(光滑)，因而不考虑区域内高出地面的各类建筑物。如图1所示。

图1 数学曲面拟合地表面内插得到DEM

2 数字摄影测量方法得到DSM

用数字摄影测量方法，例如在全数字摄影测量工作站上，可以获得包括各类建筑物顶面高程的数字表面模型DSM。如图2所示。

图2 数字摄影测量方法得到DSM

3 获取常规DOM

基于DEM和共线方程的数字微分纠正获取常规DOM，其过程如图3所示，注意图中建筑物顶面的D点由于高程未知，无法获得正射影像。所以，在常规DOM中，高出地面的各类建筑物仍然是中心投影的影像。

图3 基于DEM和共线方程的数字微分纠正获取DOM

4 获取真DOM

基于DSM和共线方程的数字微分纠正获取真DOM的过程如图4所示。在纠正过程中，由于是基于数字表面模型DSM，纠正区域内各类建筑物顶面高程已知，以共线方程为纠正变换函数实施的三维严密数字微分纠正，可获得真DOM。在真DOM上，高出地面的各类建筑物都是正射影像。图4中以某建筑物顶面上的D点为例，叙述一个点的数字微分纠正实现过程。

图4 基于DSM和共线方程的数字微分纠正获取真DOM

5 结论

(1)共线方程纠正是建立在图像坐标与地面坐标严格数学变换关系基础上的，是对构像空间几何形态的直接描述，是对传感器成像时的位置和姿态进行模拟，以地面点、传感器镜头中心和像点三点共线为条件。该方法纠正过程需要DEM或DSM，可以改正因地形起伏或高出地面的建筑物的投影差。共线方程纠正是真正意义上的三维数字微分纠正，能够得到正射影像。

(2)DEM的获取过程中，利用数学曲面拟合地面进行内插忽略了各类建筑物的存在;DSM是数字表面模型，反映了地形起伏表面和各类建筑物、森林植被的顶面。

(3)基于DEM和共线方程的数字微分纠正，获得的是常规DOM;基于DSM和共线方程的数字微分纠正，获得的是真DOM。常规DOM只改正了地形起伏引起的投影差，没有改正建筑物的顶面高度的投影差，得到的只是起伏地面的正射影像。而真DOM上地形起伏和建筑物的投影差都得到改正，得到起伏地面和高出地面的人工地物、森林植被的正射影像。目前DSM一般采用数字摄影测量方法获取。

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