（毕业论文）基于影像匹配数据构建DEM方法研究

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1、基于影像匹配数据构建DEM方法研究摘要：本课题针对地形复杂地区，立体像对匹配获取的离散数据，分别讨论粗差检测与剔除和构建DEM的方法，其内容主要为：整体匹配的算法原理；检测与剔除粗差程序的权函数及其程序的研究；加权平均法、双线性多项式法、移动曲面拟合法的各自优缺点及使用方法。整体匹配对于正射影像，整体匹配无需矫正即可完成拼接，对于差别不大的左右影像很难发现拼接缝，不会产生相关系数法由于对应点匹配误差产生模糊的现象；对于加入椒盐噪声的影像，由于图像大量出现噪声，特征点非常容易受干扰，即使人工选点也不容易一次选中，而整体特征匹配根据整体特征自动完成匹配。另外无论是

2、粗差剔除算法还是内插算法，在应用中都有各自的优缺点，在不同地貌的地区和不同采点方式下有不同的误差，因此根据地形情况灵活地选取算法是达到使用目的的最好途径，针对地形复杂地区立体相对获取的原始空间数据采用基于点方式的粗差簇检测算法剔除粗差和移动曲面拟合法构建DEM效果最佳。在众途径中由于遥感影像获取技术正趋向三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（髙空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率），它是空间数据采集最有效的手段，具有效率高、劳动强度低等优点，其应用有广阔的前景，适当的了解其整体匹配思想对我们掌握测绘方面的知识会有更高更全面的认识，检测与剔除粗差的程序的研究

3、，使我们了解到无论什么测量都有误差，误差对我们的实际测量有很大的影响。剔除粗差程序给我们提供了一个很好的方法，作为一名测量人员掌握它对我们的实际工作是不可少的。DEM的构建是生成地貌的重要方法，是地形图的重要内容,掌握DEM的构建是我们地形图制作的基本技能之一。关键词：粗差检测；DEM；整体匹配1.绪论1.1选题的意义通过复杂地区的研究，有利于了解和掌握整体匹配思想、自动提取粗差程序和构建DEM的方法⑴。整体匹配是摄影测量的主要内容，通过对它的操作可以掌握摄影测量的核心内容和思想；检测和剔除粗差程序的研究使我们了解了程序运行的方法和意义，剔除粗差的重要性；DE

4、M的构建使我们了解了加权平均法、双线性多项式法、移动曲面拟合法的各自优缺点及使用方法⑵。总之对它们的研究对我们学习和成长非常重要，特别是我们学生们。1.2国内外研究现状整体匹配思想的研究：传统基于特征的影像匹配考虑了目标影像窗口的信息量，遵循从宏观到微观人类视觉匹配规律，因而能够提高影像匹配的可靠性⑴。但是如果基于特征的影像匹配不顾及匹配结果整体的一致性，还是很难避免错误匹配的发生。无论是基于灰度的影像匹配，还是大部分的基于特征的影像匹配，都是基于单点的影像匹配，即以带匹配点为中心确定一个窗口，根据一个或多个相似性测度，判断其与另一影像上搜索窗口中灰度分布的相

5、似性，以确定带匹配点的共辘点，其结果正确与否与周围点并无关系或关系很弱。检测与剔除粗差：观测数据中含有粗弟会给测量工作带来很大困难。因此粗差检测与粗羌定位是粗差观测的主要问题之一⑸。1980年国际摄影测量学会（ISP）会议以及1982第三委员会都讨论了数据探测原理与自动剔除粗差程序⑹，后者的原理及权函数是本文讨论的主要内容。本文还以单张相片后方交会平羌为例，进行自动剔除平差的计算。DEM：DEM是多学科交叉与渗透的高科技产物，已在测绘、资源与环境、灾害防治国防等与地形分析有关的各个领域发挥卓越来越大的作用，也在国防建设与国家生产中发挥着重大作用。目前获取DEM

6、的主要手段主要有以下几种：传统地面测量法，基于数字线划地图的内插法，数字摄影测量法，激光法，雷达法等⑺。在众途径中市于遥感影像获取技术正趋向三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率）,它是空间数据釆集最有效的手段，具有效率高、劳动强度低等优点，在提取DEM的过程中具有其他方法所没有的优势⑻。本文针对立体相对获取的原始空间数据探讨构建规则格网DEM的方法。主要包括粗差检测与剔除和DEM构建等内容。1.3论文内容与技术路线整体匹配：我们先据介绍了它的原理，然后进一步的介绍和研究它的算法原理，包括：（1）直方图均衡；（2）图像

7、二值化；（3）改变重叠区域大小，分别逻辑运算求和、求极值；（4）极值位置及匹配对应位置。检测与剔除粗羌程序中权函数及其作用，举例证明其实际作用和效果。DEM的构建及其不同结果的讨论和分析得到加权平均法、双线性多项式法、移动曲面拟合法的各自优缺点及使方法，具体问题具体应用。2整体匹配思想的研究1.1整体匹配思想方法的研究利用物理学偏振光原理，通过两个偏振片观察物体，然后旋转其中的一个偏振片，看到的物体会随旋转地角度发生变化。当两个偏振片垂直的时候,物体可见度最小，当两个偏振片重合的时候，观察到的亮度最大。可以将两张二值影像重叠部分看做两个偏振片，平行光照射重叠影

8、像，在上下左右拉动其中一片，改变重叠区