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DEM


2 0 0 6 年 2 月第 4 期
T A IY U A N S C I- T E C H

应用研究

文章编号: 1006- 4877 ( 2006 ) 04- 0043- 02

D E M ,D O M 的制作及相关技术 问题的探讨
李秀生
摘 要: 结合太原市 0. m 分辨率的正射影像图工程实践, 2 简述



单模型 D E M 和 D O M 制作 经过内定向、相对定向、绝对定向、核线重采

了数字高程模型、 数字正射影像图的制作过程, 并对生产实践中 遇到的一些技术问题加以阐述。 关键词: 数字高程模型; 数字正射影像图; 影像镶嵌 中图分类号: U 198 T 文献标识码: A

样(在定义作业区时应考虑到由于高山的投影差校 正,产生的航向上拼接区的减少,还要考虑旁向人 工拼接时,拼接线的选取,为了使模型间的重叠满 足要求,作业区尽量选择最大) ,建立模型后,结 合太原市的地貌特征,采用以下方法编辑、生成 DEM: 1)在普通城区,由于建(构)筑物密集,自 动匹配结果混乱,视差曲线的编辑工作量较大,可 采用在 DEM Maker 中直接采集适量的特征点、线、 面,使用三角网内插矩形格网点生成 DEM。在有 1∶ 2000 数字线划图时也可直接引入相应区域的道 路、陡坎、高程点等地表信息,经过层转换,直接 构建三角网,提高成图速度。 2)在山区、高山区,建筑物相对较少,植被 覆盖稀少,且大多为地形起伏均匀圆滑,影像清晰 的馒头山,系统本身的匹配结果较能贴切的反映真 实地形特征。这部分采用系统自动匹配,并结合少 量人工编辑等视差曲线的方法生成 DEM 。 3)对于建筑区与山区相邻地区的复合型地貌, 建筑区采用普通城区的处理方法生成 DEM,建筑 区的小山或开阔的连续地貌,直接按区域引入匹配 生成的 DEM 格网;对于匹配效果不好的地方,可 直接使用区域特征匹配生成该区域的 DEM,或按 区域引入编辑等视差曲线生成的 DEM 格网;对于 非常难处理的区域,采用自动走点的方式逐点进行 编辑。作业过程中需要注意各区域间格网的连续, 以免 DEM,DOM 在此产生漏洞。 4)由相应的单模型 DEM 经过数字微分纠正生 成单模型的 DOM。 在生产过程中为了兼顾每个模型 DEM,DOM 的精度及相邻模型 DEM,DOM 间有足够的重叠区

随着计算机软硬件技术的飞速发展,“4D”产 品(DLG,DRG,DEM,DOM)在城市规划建设、 政府宏观决策等多个领域已经得到广泛的应用。但 如何以经济、快捷的方式生产高精度的数字高程模 型 (DEM)、高质量的数字正射影像图 (DOM) 一直 是人们思考和有待于解决的问题。以 VirtuoZo3.5 全 数字摄影测量系统为平台,并对其生产过程和遇到 的技术问题作一探讨。 1 资料准备 1)航摄底片是成图的第一手资料,其验收要 严格按规范要求执行。影像扫描时选择一个色彩良 好、反差适中的影像作为基准,尽可能保证相邻影 像的色彩及反差一致。根据航摄底片的质量控制好 扫描速度,以保证扫描后的影像色阶呈正态分布, 边角框标清晰。开始正射影像作业前,对扫描的所 有影像进行总体色彩平衡,以保证最终 DOM 的成 图质量。 2)为了减少像控外业作业量,本次任务控制点 的来源主要分为两类:第一类为有 1∶ 航测数字 500 化影像资料的区域,由专人用 JX- 4C 在立体模型上 直接测量获得像控点坐标。第二类为没有 1∶ 航 500 测数字化影像资料的区域,用全球定位系统(GPS) 测量获得像控点坐标。

收稿日期: 2005- 08- 11 ; 修回日期: 2005- 11- 04 作者简介: 李秀生 1978- ) 女, ( , 甘肃白银人。2002 年 7 月 毕业于太原理工大学, 助理工程师。

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2 0 年 应 用 研 究 T A0IY 6 A N 2S月第T 4 C期 U C I- E H

域 , 按 控 制 点 坐 标 外 扩 50 m 生 成 单 模 型 DEM, DOM。 3 制作中存在的主要技术问题 1)对立交桥的处理相对来说比较麻烦,需要 在数据采集时,把立交桥和道路的边线按特征线来 采集,并保证它们的特征线不能相交。如果这样的 效果不理想,就需要对立交桥进行二次纠正:第一 次是删除道路的特征线数据,只对立交桥的特征线 数据进行计算生成 DEM,这样纠正生成的影像保 证立交桥不变形;第二次是删除立交桥的特征线数 据,对保留道路的特征线数据进行计算生成 DEM, 这样纠正出来的影像保证道路不变形。将这二次的 影像利用 Virtuozo 的影像修补模块进行叠合,这样 出来的影像既能保证效果又能保证精度。 2)在视差曲线编辑中,对大面积树林遮盖的 区域,分块压低树高后由于块选择时范围不完全重 合,改正树高值也不一样,该区域地表面会出现鸡 冠状起伏,此时应选择坡面进行光滑或拟合,选择 范围一般不应包含山顶,因为光滑或拟合会明显降低 山顶实际高度[1]。 3)森林密集地区、大面积阴影区、山形陡峭、 悬崖峭壁等处,DOM 会出现局部影像“拉丝”现 象,这是由于 DEM 与影像的局部不一致造成的, 如悬崖峭壁处的影像由于受摄影角度的影响,影像 变化大,而 DEM 是规则的高程阵列,地貌的某些 细部特征无法完全表现出来,所以影像有“拉丝” 现象产生 。本次采用了原始影像局部修补的方法
[ 2]

DOM 要求后,回到编辑模式,重新对上述特征线 进行补测、修正,再次生成符合精度要求的 DEM。 4 影像镶嵌 本次使用武汉适普公司的 ImageXuite 拼接软 件,对生成的单模型 DOM 进行镶嵌、裁切,为了 保证分幅 DOM 间接边精度,选择拼接大块再分幅 的办法。拼接时选用近似平行双拼接线,羽化值设 为 10 ̄20 像素过渡能得到较好的影像效果。在建筑 物稀少的开阔地区采用系统自动选线,人工适当调 整的拼接方法速度比较快,效果也比较好。由于影 像不是真正的正射影像,建筑区系统自动选线拼接 不能满足制图要求,一般以人工选线为主。拼接线 的走向应根据重叠区域的地物特点进行设计,在农田 较多的地方尽量沿地块边界走拼接线;城区应尽量 在道路上选取拼接点,避开阴影、高大、标志性建筑 物走拼接线;在建筑物密集区,拼接线的选择应考 虑到地物的主次,尽量选择平房或低建筑,而在穿 越高楼区时应尽量保持楼房倒向的规则性,不影响 影像的整体视觉效果为好[3]。拼接线穿越建筑物时, 使拼接后镶嵌的影像产生变形、失真或缺损等现 象,此时应利用该地区的单模型的正射影像,选取完 整部分进行粘贴修补或编辑影像,使地物表现完整。 5 质量控制 DEM 质量检查:一是上机检查单模型数字高 程模型格网点立体切准地面情况。二是生成立体透 视图,以不同倍率,从不同角度观看地面立体模 型,对生成的 DEM 进行总体形象检查。三是通过 拼接检查相邻模型的接边精度是否符合规范要求。 DOM 质量检查:一是检查数字正射影像图有 无局部变形、扭曲和重影等现象。二是正射影像图 叠加数字高程模型观看是否符合实际地形走势。三 是拼接前,尽量调整参与拼接的相邻影像色调和谐 统一。拼接后,再次检查图幅内及相邻图幅间影像 的色彩是否均匀、平滑过渡。四是利用 AutoCAD 软件,打开已有的矢量信息文件并调入相应图幅的 正射影像定向,观察 DOM 和 DLG 的套合程度。 另外,每一道工序完成之后必须要进行及时检 查、验收,合格后的产品方可进入下一道工序。 6 应用前景 数字高程模型是地理信息系统的基础数据,可用 于土地利用现状的分析、合理规划、土方量的填挖
( 和水库容量的计算、洪水险情的预 下转第 47 页)

解决这一现象。 4)在单模型 DOM 的周边区域出现模糊、类似 接缝的现象,是由于模型左、右影像的某一部分没 有重叠造成的。处理的方法是在“设置正射影像” 参数对话框的影像列表项删除任一影像(考虑到最 终生成 DOM 的结果,一般保留效果较好的影像) 。 DOM 质量完全受相应的 DEM 的制约,用高精 度 DEM 生成的 DOM 变形的地方反而较多,生成的 DOM 也不完全正确,例如加固陡坎、立交桥,若 以正确的 DEM 生成 DOM,则会造成 DOM 上该处 纹理发生扭曲变形。为了减少 DOM 的变形,同时 又生成高精度的 DEM ,做法是将 DEM 中加固陡 坎、高架桥(路)的特征线向外(里)测绘,处理 成缓坡;过深的深沟适当上提,不要测绘到沟底; 有建筑物的窄沟,不测绘沟底生成 DOM。在满足

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异常错误的解决可以从两个方面着手, 首先要 充分利用 M C 68302 的工作机理,尽量优化收发程 序,最大可能地减少错误发生的概率。 拿 U N - D E R R U N 错误为例,前面我们提到,数据发送时, 其 Tx B D 的使用具有顺序性,任何一个 B D ,即使 它已被启动发送,也要等到它相邻前一个 B D 发送 完成后,才可以发送它自己的数据,那么, 我们在 设计发送程序时就可作如下处理: 在未得到作为 H D LC 帧尾的数据块之前,不启动本帧中任何数据 块的发送, 得到帧尾数据块后, 从后到前按相反 顺序启动 Tx B D ,这样设计出来的发送程序大大减 少了 U N D R R U N 错误发生的概率。 当然,由于 B D 的个数有限,以上技巧不能彻 底消除长帧情况下错误情况的发生,所以专门设计 一个异常处理程序还是非常必要。解决以上这两种 异常问题的关键是将因错误而锁死的 Tx B D 和 R x

B D 重新激活,并重新设置 B D 的指针和状态,这 些都可以通过对 M C 68302 内部一个命令寄存器进 行操作来完成,关于命令寄存器的具体功能和含 义,读者可以查阅相关资料。 4 结束语 通过以上介绍,我们可以看到 M C 68302 功能 灵活、集成度高,单片即可完成多种协议的串行收 发,尤其适用于高速串行数据转发和数据缓存。在 编写程序时分别尝试了用查询和中断方式收发 H D LC 数据,都达到了预期的效果。在程序编写的 工具上,我们也分别使用了 M C 68000 汇编语言和 C 语言,C 语言用的是 SD S C 68 K 编译工具,效果 良好,在大部分情况下,C 代码可以完全取代已有 的汇编代码。 6904 工厂京深公司,北京 100871) (
( 责任编辑 刘长生)

Accomplish HDLC Data Communication by Mc68302
Li Xidong
Abstr act: Expounds the inside mechanism that accomplish data agreement communication by MC68302, and introduces the hard ware design and SCM programme in accomplishing multicenter HDLC agreement communication by using MC68302. Keywor ds: Consecutive DMA; control block; send finger; recept finger

( 上接第 44 页)

报与评估等方面。正射影像图可作为土地管理、城 市建设与规划、农牧业、环境保护等行业用来做土 地调查、城市变迁、资源调查、环境检测的原始资 料。它们也是测绘新产品的基础数据,如城市三维 景观、 立体景观地图、 计算机动画、 数字影像库等。
参考文献: [ 1] 冒国华. 利用 V i uoZ o 进行平坦地区 D O M 制作[ ] rt J .地矿

测绘, 2003, 1) 22- 24. 19( : [ 2] 张彩仙, 何军利. D EM 和 D O M 的生产及质量控制[ ] 论 J. 三晋测绘, 2003, 2) 23- 24. 10( : [ 3] 骆文英. 浅谈数字正射影像图制作中的镶嵌技术[ ] J .北京 测绘, 2002( : 27. 4) 24- ( 太原市勘查测绘研究院,山西 太原 030002) ( 责任编辑 赵 娟)

The discussion of DEM and DOM Making and Relative technical Pr oblems
Li Xiusheng
Abstr act: Based on DOM of 0.2m resolution in TaiYuan, this paper briefly summarizes the making process of DEM and DOM, and discusses the technical problems in production. Keywor ds: digital elevation model;digital orthophoto map;image mosaic

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