DOM和真DOM

張 震 方子巖 張 環

(1.浙江省工程勘察院，浙江寧波 315012;2.東南大學，江蘇南京 210096;3.浙江省水文地質工程地質大隊，浙江寧波 315012)

正射影像圖(DOM)作為4D產品之一，已得到廣泛應用。常規DOM的獲取，是在數字微分糾正時基于數字高程模型DEM。隨著經濟建設的發展，常規DOM已不能滿足進一步的需要，人們使用正射影像圖，不僅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。這就要求在DEM的基礎上將高出地表面的其他地物的高程也一一獲取，給出一個數字表面模型DSM，提供給數字微分糾正，從而獲得真DOM。也就是說，真DOM的獲取，是在數字微分糾正時基于數字表面模型DSM。

DSM的獲取比DEM更困難，DSM無法用曲面描述，因而各種內插方法不適用。目前，較好的方法是用全數字攝影測量方法獲取DSM。基于共線方程的三維嚴密數字微分糾正是獲取常規DOM和真DOM的重要方法，這里討論框幅式攝影機影像及其共線方程作為糾正變換函數獲取DOM和真DOM的原理和方法。

1 數學曲面擬合地表面內插得到DEM

目前，4D產品之一DEM的建立方法是:用地形測量方法或攝影測量方法獲得建立區域數據點→選擇合適的數學曲面→用數據點求出曲面方程的系數使之擬合與實際區域地面→按要求的密度內插出DEM點→得到DEM。利用數學曲面內插得到的DEM，其前提是假設該區域連續(光滑)，因而不考慮區域內高出地面的各類建筑物。如圖1所示。

圖1 數學曲面擬合地表面內插得到DEM

2 數字攝影測量方法得到DSM

用數字攝影測量方法，例如在全數字攝影測量工作站上，可以獲得包括各類建筑物頂面高程的數字表面模型DSM。如圖2所示。

圖2 數字攝影測量方法得到DSM

3 獲取常規DOM

基于DEM和共線方程的數字微分糾正獲取常規DOM，其過程如圖3所示，注意圖中建筑物頂面的D點由于高程未知，無法獲得正射影像。所以，在常規DOM中，高出地面的各類建筑物仍然是中心投影的影像。

圖3 基于DEM和共線方程的數字微分糾正獲取DOM

4 獲取真DOM

基于DSM和共線方程的數字微分糾正獲取真DOM的過程如圖4所示。在糾正過程中，由于是基于數字表面模型DSM，糾正區域內各類建筑物頂面高程已知，以共線方程為糾正變換函數實施的三維嚴密數字微分糾正，可獲得真DOM。在真DOM上，高出地面的各類建筑物都是正射影像。圖4中以某建筑物頂面上的D點為例，敘述一個點的數字微分糾正實現過程。

圖4 基于DSM和共線方程的數字微分糾正獲取真DOM

5 結論

(1)共線方程糾正是建立在圖像坐標與地面坐標嚴格數學變換關系基礎上的，是對構像空間幾何形態的直接描述，是對傳感器成像時的位置和姿態進行模擬，以地面點、傳感器鏡頭中心和像點三點共線為條件。該方法糾正過程需要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。共線方程糾正是真正意義上的三維數字微分糾正，能夠得到正射影像。

(2)DEM的獲取過程中，利用數學曲面擬合地面進行內插忽略了各類建筑物的存在;DSM是數字表面模型，反映了地形起伏表面和各類建筑物、森林植被的頂面。

(3)基于DEM和共線方程的數字微分糾正，獲得的是常規DOM;基于DSM和共線方程的數字微分糾正，獲得的是真DOM。常規DOM只改正了地形起伏引起的投影差，沒有改正建筑物的頂面高度的投影差，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一般采用數字攝影測量方法獲取。

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