利用数字摄影测量工作系统JX4生产DEM技术的研究

■张秀娟　司亚君（江苏省地质测绘院江苏南京210008）

利用数字摄影测量工作系统JX4生产DEM技术的研究

■张秀娟司亚君
（江苏省地质测绘院江苏南京210008）

DEM也即数字高程模型，是用于地形地貌测量的先进技术，用于描述地面特征的重要数字方法。本文就数字摄影测量系统JX4生产DEM技术进行研究，并提出DEM质量控制的有效策略，以期为提高GIS系统中测量精确性提供相应的参考。

数字摄影测量技术DEM关键技术质量控制

DEM是由一组有序数值组成的实体地面模型，主要是用来表示地面高度，属于DTM的分支。在DEM模型构造中，可以通过多种途径获取构造数据，包括传统的实地测绘方法、数字摄影测量以及遥感与航空摄影测量，其中数字摄影测量是最常用的的获取方法，并通过立体测量系统进行数据采集以及整理、分析。

1　数字摄影测量系统JX4生产DEM的关键性技术

数字摄影测量系统JX4通过对立体影像进行精确测量，来获取用于生产DEM的相关地形地貌样本数据，主要包括两个步骤：一是对立体影像特征点以及特征线的数据进行采集；二是利用相关软件及系统将采集到的地面三维坐标数据生成相应的三角形，一般为不规则形，构成TIN，并在此基础上生成DEM。为确保数字摄影测量系统JX4生产DEM的精确性、全面性以及科学性，要控制好以下关键技术：

1.1把握地面特征点以及特征线的精确测量技术

精确的地面特征点以及特征线测量时确保数字摄影测量系统JX4生产DEM质量的重要前提，是DEM生成的重要数据依据。因此，在利用数字摄影测量系统JX4生产DEM的技术过程中，要把握地面特征点以及特征线的精确测量方法，具体表现如下：一是在地面特征点以及特征线数据采集过程中，要切准立体模型，严禁采集在房顶、输定等地物表面积上；二是在进行山区地面特征点以及特征线采集过程中，要注重以下三处数据采集，分别为：分水线，这是山区地形特点的明显标志，如山头、山脊等；集水线，如河谷处等；地形变化处，这三处都是山区地形表征的重要特征点，对于精确展现该处的地面形象具有重要的作用；三是注重对地面表征陡坎处以及斜坡处上边缘、下边缘的样本数据采集；四是在利用数字摄影测量系统JX4对面状水系进行摄影测量时，要找准水崖线，确保摄影过程中各静止水域特征线高程值的一致性；五是确保JX4数字摄影测量系统中山区等高线测量与山形的一致性。

1.2控制生产过程中TIN质量

精确的、全面的特征点数据以及特征线拘束是构成精准TIN的必然前提，而TIN则直接影响着数字摄影测量系统JX4生产DEM的成果。因此，在利用数字摄影测量系统JX4生产DEM时，要注重对生产过程中TIN的质量控制，具体表现如下：一是要对生产过程中生成的TIN进行立体检查，一旦发现其与地面吻合度较低，要对相应的地面特征点以及特征线进行及时检查、修改，以确保其与地面良好的吻合度，为最终生成的DEM质量奠定坚实的基础；二是确保特征点以及特征线的测量精确性，严禁三维特征线交叉以及同一平面出现两个及其以上高程值，以保证TIN质量。

2　控制DEM质量的有效策略

利用数字测量系统JX4生产的DEM质量直接关系着其应用效果。因此，要综合采用各项有效策略做好DEM质量的控制工作，具体表现如下：

2.1立体模型检查

立体模型检查是DEM质量控制的常用手段之一，其主要是通过数字摄影测试系统JX4软件对DEM的点位进行读取，并将其映射到立体显示窗口，通过立体漫游对DEM各点位进行清晰明了的立体检查，以确定其误差是否在允许的范围之内，对于误差较大的DEM点位要通过调整特征点以及特征线重新生成TIN，以达到对DEM点位进行修改的目的。

2.2零立体正射影像检查法

该检测方法主要是对生成的DEM进行影像数字微分纠正，以检查生成的DEM影像是否存在扭曲、变形等现象，一旦发生此类现象，就要及时对DEM进行修改以及重新编辑，直至DEM影像回归正常为止，并使DEM达到相关标准规定的精度要求。在利用零立体正射影像检查法对DEM影像进行检查的过程中，其多反映的模型在理论上来讲是平面的，一旦DEM数据存在较大误差，超过误差规定的限值时，经过投射所成的DEM影像就会存在一定的投影差，在此基础上进行检查时，就会发现地面存在起伏现象，从而实现质量监测和控制的目的。

2.3检查点法

检查点法主要是指在对生成的DEM进行检验的过程中，通过将空三加密检查点、外业实测的点位信息数据与生成的DEM点位信息数据进行对比分析，并求出各点存在的误差。按照相关要求规定，在使用该检查方法对生成的DEM进行检查的过程中，空三加密每图幅要满足两方面条件：一是要选择至少28个平面点作为图幅中的加密桩点；二是要至少选择至少20个高程点作为每图幅中的加密装点。只有每图幅都分别满足这两个条件，才能用在后续的检查工作中，以确保各项检查工作的高精度性，同时，这统共48个点要尽可能选择在容易辨认的方位，且分布较为合理，能确保检查工作的顺利进行。

在利用数字摄影测量系统JX4进行检查时，要将各点号按照“X、Y、Z”的空间坐标轴形式编辑，并保存为CHK的文件格式，以便于通过专业分析软件对实际高程值以及DEM的内插高程值进行对比分析，并在此基础上得出误差分布区间，获取较为精准的DEM精度质量检查报告。

2.4基于人工目视判别的等高线回放检查法

与以上三种检查法相比，基于人工目视判别的高线回放检查法的检查结果精度有限，其对检查人员的实践经验以及专业技能、知识储备要求较高，其优点在于能够有效祛除DEM局部检查粗差，确保DEM数据的整体质量；缺点在于由于受检查人员的实践经验以及专业技能影响较大，检查结果波动区间较大；此外，该检查方法亦需要耗费大量的工作量，且缺乏用于DEM精度质量评判的定量指标。

在利用基于人工目视判别的等高线回放检查法对DEM进行检查的过程中，首先要对待检查的DEM反生成相应的等高线，以便于将其与地面原始的等高线进行目视比对，观察两者的等高线走向是否一致等，并确定两者整体的吻合程度，得到检查结果。

[1]周利利.利用数字摄影测量系统JX4生产DEM技术探讨[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版）,2014,22（02):107-108.

[2]唐艳.浅析在JX-4全数字摄影测量系统工作站下DEM的生产[J].价值工程, 2014,15（09）：210-211.

P217[文献码]B

1000-405X（2016）-1-132-1