淺談MapMatrix系統下DEM和DOM的制作方法

熊文平 李文杰

（浙江省測繪大隊，浙江 杭州 310000）

MapMatrix系統是武漢航天遠景公司開發的基于航空數據、衛星遙感數據和外業測量數據等進行多源空間信息綜合處理的平臺，它不但為基礎數據生產、處理和加工提供了一系列集成的工具，而且該系統兼容性好，可以支持來自其他多種系統的空三成果，避免了用戶在數據轉換中帶來的麻煩。相比其他軟件，它有著自身獨特而顯著的功能，在這里我以自身實踐中的經驗，針對MapMatrix系統下DEM和DOM的工作流程方法和技巧進行分享。

1 獲取DEM的方法

1.1 直接從地面測量,例如用GPS、全站儀野外測量等,這種方法外業強度大、效率低、成本高。

1.2 根據航空攝影測量的方法,即利用全數字攝影測量系統獲取,分為有DLG成果和無DLG成果兩種情況的制作。

1.3 基于已有矢量DLG數據，用編輯方法獲得，這種方法效率低、精度差。

2 制作DEM和DOM的流程

結合本次項目的經驗，總結了上述第兩種方法下MapMatrix平臺制作DEM和DOM中一套提高生產效率和產品質量的方法及技術。

2.1 制作DEM的具體步驟

（1）定向建模型：在 MapMatrix系統下導入空三成果文件。為了保證數據的準確性，整個測區的空三成果需導入外業控制點進行定向評估，如不能滿足規范限差要求，需要重新定向，直到滿足精度要求為止。再進行絕對定向，核線重采樣，建立立體模型。（2）生成單模型DEM：設置好相關參數，軟件自動生成DEM。（3）DEM拼接：將圖幅所需的單模型DEM拼接在一起，根據比例尺設置標準分幅或者任意分幅利用系統的DEMX模塊裁切單幅DEM。（4）DEM 編輯。DEM 生成后，將數字高程模型格網點或自動匹配結果映射到影像立體模型上進行編輯，使數字格網點或匹配點、線盡量切準地面。預處理結束后進行影像匹配以及對匹配結果進行編輯。編輯完后可作為成果輸出。

2.2 DEM的編輯技巧

DEM編輯的質量好壞直接影響到DOM的成圖質量，所以有粗差的DEM點必須反復匹配或編輯直至消除。MapMatrix系統中的DEM編輯模塊功能比較強大，該程序利用立體模型中顯示視差斷面或等視差曲線以及系統認為是不可靠的點，進行交互式機助編輯。編輯方法包括點、線、面、曲線等方式的立體編輯。不同的地形情況運用不同的方法能得到高效、高精度的DEM。如果是個別點沒有切準地面，就用點編輯方式來解決；如果是一塊區域內，由于樹、房屋、色差等因素造成格網點沒有切準地面，可以采用面編輯或是區域重構的方式編輯DEM。

如：a、在高程異常等高線處，借助該軟件優越的編輯功能,在等高線附近加測特征點線，利用局部重構功能，可以使等高線附近的DEM點匹配得更精確，這樣就解決了高程異常的問題。b、對于城市的人工建筑物和獨立樹木可采用道路推平的方法使之產生更好的效果。c、對于大面積樹林覆蓋區，可圈定范圍后減去所需的樹高，采用平滑處理。d、對大面積平地、溝渠及比較破碎的地貌需要采用量測內插的方法進行編輯。

3 DOM制作方法

3.1 制作DOM的具體步驟

由相應的單模型DEM經過數字微分糾正生成單模型的DOM。在DEM成果達到所需精度要求后創建像對正射影像，像元大小為圖上0.1mm。

在本系統軟件屬性窗口設置參數（本項目：DEM格網間距2.5米，匹配窗口為11，DOM輸出分辨率為300），參數根據項目比例尺和地形類別來決定；設置參數后由DEM直接輸出DOM。在生產過程中為了兼顧每個模型DEM，DOM的精度及相鄰模型DEM，DOM 間有足夠的重疊區域，按控制點坐標外擴50m生成單模型DEM，DOM。

在該系統的自帶模塊下完成DOM的鑲嵌和接邊當圖幅的正射影像來自于不同模型時，重疊部分影像可能出現模糊、重影、房子倒影相互矛盾，房屋、橋梁、公路變形等間題，必須進行正射影像修補。針對這些情況可以借助該軟件優越的編輯功能自動修復，變形比較大的地方也可以單模型進行關聯操作,回到對應的DEM模型中進行定位編輯，隨后DOM自動更新。

3.2 DOM勻色鑲嵌的技巧

在DEM的質量達到要求后，DOM在數學精度方面就有保證了，主要問題是對影像質量的控制。

實驗項目的航片中，不同影像的灰度（亮度、對比度和色階）分布不一致，而單幅影像也會明暗分布不均勻，軟件中的“自動勻光功能”已不能滿足如此之大的灰度變化，這給DOM的后期制作帶來了不小的麻煩，所以我們在DOM生產工藝中預先按照測區所在地的不同地物，選擇一張相片（最好是包含所有地物）作為模板，利用photoshop軟件將模板相片中相同地物的色調調整一致，并將整體效果調至最好。最后用此模板作為勻光勻色的標準來調整所有相片的色調和對比度。這種方法的好處是相片勻光勻色效果好，而且拼接痕跡不明顯。能讓整個DOM的色相趨向一致。

做完勻光勻色之后就是相片的鑲嵌了，鑲嵌過程中為了是紋理一致，需要編輯拼接線，應盡量在道路上選取拼接點,避開陰影、高大、標志性建筑物走拼接線；在建筑物密集區，拼接線的選擇應考慮到地物的主次，盡量選擇平房或低建筑，而在穿越高樓區時應盡量保持樓房倒向的規則性，不影響影像的整體視覺效果為好。

總之要得到質量好的整幅影像，鑲嵌和勻色的編輯工作要講究方法。

結語

經過對MapMatrix這個系統關于DEM和DOM生產流程的操作和體會，它和其他以往常用的數字攝影測量系統有著比較突出的優點。不管是操作界面上，還是功能上，方便快捷。例如DEM多樣化的編輯功能和DOM自動修復及關聯編輯，這樣完善的功能，簡化了作業員的操作。本次實際制作過程中通過不斷實踐嘗試優化了數據制作流程,不僅使得數據的精確性及準確性得到很大的提高,而且縮短了編輯作業時間。MapMatrix系統在航測內業應用廣泛，以上方法和技巧這是我個人對它的一個初步體會，相信隨著工作的深入，會對它有更進一步的掌握，從而對今后的工作有提高和改進作用。需待更多測繪工作者深層次的研究實踐證明。

[1]航天遠景公司.MapMatrix多源空間信息綜合處理平臺用戶手冊[Z].2007.

[2]李志林，朱慶.數字高程模型[M].武漢：武漢大學出版社，2003.

[3]官云蘭，等.基于 ERDAS IMAGINE 的數字正射影像圖的制作 [J].測繪通報，2005.