浅谈DEM微地貌对DOM的影响

所属栏目:矿业论文 发布日期:2011-01-11 17:07 热度:

  摘要:随着低成本简易数码航摄仪的出现,其数字产品DOM已广泛应用于经济建设的各领域,如何快速、准确的提供合适的DOM给相关部门使用,已成为了生产部门的焦点之一。本文将集中讨论DEM微地貌的综合取舍对DOM的精度、生产效率所产生的影响,从而得到一个快速生产优质DOM的流程。
  关键词:DEM,DOM,微地貌
  一引言
  随着我国经济的飞速发展,DOM的使用被逐渐引入到经济建设的各个领域。能源、交通、建筑、规划、紧急救助等关键部门对于这种集空间信息、物体表面信息于一体,且表现直观的信息载体均表现了极大的兴趣。而传统DOM的生产流程和精度指标显得十分繁琐、冗长,无法满足快速出图的要求,因此寻找一种高效率、便捷且满足使用精度的生产方式成为了各个生产单位的重要课题。由于生产单位的软件、人员素质等资源的不同,各个单位都找到了适合本单位的具有各自特色的生产方式,但是出于相同的生产原理,例如DEM的编辑、DOM后期处理等关键性问题仍然是大家所共有的。下面将针对这些问题进行详细探讨。
  二衡量DOM精度的指标
  目前,评定一个DOM项目的指标一般包括空间精度、地物表面纹理信息、数据提交的及时性等方面。其中空间精度包括了绝对精度和相对精度两个方面;地物表面纹理信息包括其信息的真实性、可读性以及图面的基本要求(如不能出现划痕、白班、拉花及接边问题)。
  这些精度指标与DEM的精度、细致程度存在着息息相关的联系,如DEM过于细致会造成DOM大量的图面扭曲、变形,在处理这些变形时所带来的精度损失又会直接影响其空间精度,同时还会延长生产周期;如果DEM精度不够,DOM的空间精度就无从谈起。因此DEM的编辑(即DEM微地貌的处理)将直接影响DOM的各项精度指标,在下面的内容中将集中讨论,如何在满足DOM精度指标前提下对DEM微地貌进行取舍。
  三DEM取舍标准
  DEM微地貌的取舍实际反应了在小范围内,DEM编辑时可以忽略地面起伏的程度。因此在下面的内容中将会探讨DEM高程误差对DOM精度的影响。
  结合利用DEM生产DOM的原理,见图一,可以得到高程变化ΔH与平面变化ΔL的相互关系:
  
  1.jpg
  图一
  
  从上面的关系中可以得到,由DEM的高程精度引起的DOM精度损失与影像的像幅、使用范围以及焦距有关。即,离开像主点越远,DEM的高程精度引起的DOM精度损失就越大。下面就离开像主点最远的区域,结合传统相机和DMC相机探讨DEM的高程精度对DOM精度的影响。
  标准航空摄影一般是采用60%航向重叠,30%旁向重叠,具有针对性(如主要目的是DOM制作的)会采用70%以上航向重叠和50%以上的旁向重叠。以60%航向重叠和30%旁向重叠的测区为例,DOM制作采用单片抽片的方式,具体如下:抽片重叠度为20%,旁向重叠度为30%。所以使用范围内,像点离开像主点的最远位置位于范围的角落上,即航向上为80%,见图二,表达式如下:
  
  l=((r2-2*r2*10%)²+(r1-2*r2*15%)²)½………………(1-2)
2.jpg
  图二
  
  结合表达式(1-2),以传统相机(230mm*230mm)和DMC(92mm*166mm)为例,分别讨论60%、70%航向重叠30%、40%旁向重叠的几种情况,具体见表一。
3.jpg
  表一
  结合表达式(1-1),可以得到DEM误差1米造成的DOM平面精度损失值,见表二:
4.jpg
  表二
  
  通过表二可以发现,重叠度越大,DEM高程精度对DOM平面精度影响越小;对于传统相机来说,具有小像幅、长焦距的数码相机在DOM制作方面,对DEM精度的依赖性更小。以DMC为例,当DEM存在1米的误差时,所造成的平面位移约为0.5米。以从目前DOM的使用情况来说是可以满足要求的。
  四DEM微地貌取舍的效果
  从上面的结果可以看到,在DEM编辑时,对于在1米左右的微地貌的忽略是不会造成DOM平面精度重大损失的。在常规作业中,微地貌的编辑占据了DEM编辑量的70%以上,对微地貌进行适当的取舍将会大大缩短DOM的生产周期,确保了DOM使用的及时性,相对的提高了其经济利益。
  此外,如果DEM微地貌编辑过于详细还会造成DOM影像细节的扭曲、变形。在做这些DOM修正时,会有大量的主观因素加入,从而降低了DOM的平面精度;如果忽略这些微地貌(如平地区域上的坎),DOM在影像上将会平整过渡,不会或者尽量少出现变形。
  结论
  通过本文的讨论可以得到以下下结论:在以DOM生产为目的的项目中,DEM的微地貌可以根据要求进行取舍(平地区域可以直接忽略而编辑总貌),从而达到在满足使用要求的前提下,大幅度缩短生产周期。
  参考文献
  1. 数字摄影测量学,张祖勋,张剑清,武汉测绘科技大学出版社,1996.11     论文发表网
  2. 测绘学概论,宁津生,武汉大学出版社,2004.10

文章标题:浅谈DEM微地貌对DOM的影响

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