張亞新

[摘要]本文通過介紹在測繪圖像的定量解譯、制作測繪正射影像圖和測繪單片修測等三方面應用數字高程模型，對DEM在攝影測量與遙感中的應用進行了分析。

[關鍵詞]DEM 攝影 測量 遙感 應用

[中圖分類號] P23 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-200-1

對于現代社會需要進行測繪的任何項目來說，數字高程模型都具有舉足輕重的地位和作用。在攝影測量與遙感中，DEM被用于制作正射影像、地面測繪、單片修測的分析處理等方面。

1在測繪圖像的定量解譯中應用數字高程模型

測繪圖像的定量解釋是在測繪數字圖像的灰度像元組合中，將具有長度、方向、地理位置和面積體積等量度的各種地學信息或者地面特征提取出來。在測繪數字圖像的定量解譯中應用數字高程模型有兩個方面的內容：

1.1用具有準確地理空間定位的數字高程模型進行對測繪圖像的幾何校正

測繪的遙感探測器自身的結構和性能距離理想的水平還有一段距離，或者在一定程度上偏離了設計指標，另外，地球環(huán)境的影響以及衛(wèi)星在運行時姿態(tài)等，造成了遙感圖像發(fā)生了“幾何畸變”。影響圖像幾何畸變的因素主要在環(huán)境方面，包括大氣的折射、地球的旋轉和地面的起伏等等。

遙感影像的幾何糾正采用的數學模型有兩種分法，一種是非參數法，另一種是參數法。這兩種方法都要建立用于幾何糾正的數字高程模型，這就需要對控制點進行足夠數量的量取，通常情況下，其數學模型都采用共線方程或者多項式方程。

1.2利用數字高程模型提高測繪數字圖像中專題解譯的準確度

早期的測繪圖像解譯利用的只有像元灰度數據，分類的方式比較多樣化：用語法結構的模式識別、用統(tǒng)計的模式識別；結合紋理的、不結合紋理的；按照訓練的樣本進行監(jiān)督的、純客觀的不進行監(jiān)督的等等。這些解譯和分類方法都對得到與實際情況有較高符合率的結果沒有太大的幫助。當環(huán)境嚴重干擾到地物光譜影像時，就會出現一些比如同物異譜或者同譜異物等比較復雜的狀況，使得按照地物光譜的特性進行解譯和分類更加困難。

很大一部分的地面特性還有得到解譯和分類，不管是社會經濟范圍的，還是自然資源環(huán)境的，都和地面的起伏形態(tài)有著一定的關聯。在遙感數字圖像上進行了幾何修正，將地面起伏的數字高程模型疊加進行描述，可以使圖像的解譯和分類的準確度大大提升，進而起到一定的核對和修正的效果。

2制作測繪的正射影像圖時應用數字高程模型

測繪中的正射影像圖是具有一定圖幅尺寸的用正射像片鑲嵌而制成的正射投影影像地圖，它作為航空遙感影像的一個非常主要的產品應用于各種領域中，比如：生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃和資源調查等等。在制作正射相片時一般采用的方式都是“縫隙掃描”，其中縫隙的寬度一般情況下都是1毫米，長度都是2毫米到6毫米不等，這種方式叫做微分糾正。在需要測繪的拍攝地面起伏比較復雜的地區(qū)時，應該選擇長度比較短的“縫隙”進行掃描。

“縫隙掃描”有兩種方式：一種是脫機的方式，種是聯機的方式。脫機方式就是首先將數字高程模型在帶有自動坐標記錄裝置的立體測圖儀上或者是在解析測圖儀上采集出來，在存儲介質中記錄下來，然后再把這個存儲介質輸入到正射投影儀器中，使用縫隙掃描，將其掃描成像。因此，在脫機方式中，微分糾正的必要條件就是一定要有格點數字高程模型。脫機的方式能夠使正射投影儀器的作業(yè)效率大大提高，而且比較靈活。

而聯機方式則是需要由正射投影裝置和立體測圖儀共同操作的，首先要在立體測圖儀上進行一系列的定向工作：絕對定向和相對定向。旨在建立一個與地面的坐標等完全相似的光學立體模型。在進行微分糾正時，使用折射投影裝置來進行對“縫隙掃描”的驅動，在建立好的立體模型的每一行進行掃描，同時，為了切準立體模型的表面，讓光線順利地通過縫隙，使感光片中的每個單元系列都曝光成像，需要手工對立體測圖儀的測標高度進行測量。所以，聯機方式中的“縫隙掃描”是經過測量斷面點列高程而達到調整測標高度的目的的。

3在測繪中單片修測方面應用數字高程模型

地面上物體的多少是測繪中地圖修測的主要內容，所以進行單張像片的修測時就可以使用已經獲得的數字高程模型，具體步驟如下：

（1）將單張的像片所展示的空間進行后方交會，以保證像片中的方位元素是準確無誤的。

（2）測量像片中像點的坐標。

（3）將數字高程模型設定一個數值。

（4）將設定的高程近似值代入方程中計算出地面平面坐標的相應近似值。

（5）通過剛剛算出來的地面平面坐標的近似值和數字高程模型可以得到數字高程模型的地面平面近似值。

（6）將以上的兩個步驟進行重復操作，直到得到的數額差比給定的限制差小為止。

利用數字高程模型和單張像片進行修測的過程在數學中是一個迭代求解的過程，我們假設地面是斜平面，在物點的投影方向和豎直方向與地面坡度之間的夾角之和大于或者等于一個直角的度數時，迭代將會一直持續(xù)，這個時候可以再每兩次迭代之后，就求出一次高程的平均值作為那個新的高程近似數值。

4結語

本文介紹了DEM在測繪攝影測量與遙感等技術領域中的幾種簡單應用，在這個數字化的時代，數字高程模型作為空間數據庫的實體，隨著時代的發(fā)展一定會得到越來越廣泛的應用。

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