高分辨率卫星影像立体像对生成dem方法探究

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1、高分辨率卫星影像立体像对生成DEM方法探究　　摘要：文章简要介绍了数字高程模型概念、表示方法、卫星立体像对生产DEM所涉及的相关理论以及质量控制，基于ErdasImagineLpS软件处理平台，以高分辨GoeEye卫星影像立体像对建立DEM为例，研究立体像对生产DEM流程及质量检测方法，为后续研究DEM生成方法提供参考。关键字：DEM；立体像对；流程；检测标准中图分类号：P283文献标识码：A引言随着遥感技术、光电技术、传感器技术的发展，卫星遥感影像正朝着高精度、多光谱、高分辨率的方向发展，因其具备稳定、成本低等优点，遥感数据正逐渐得

2、到各行各业的重视。利用卫星影像立体像对进行立体量测得到DEM，大大缩短DEM生产周期，提高生产效率，因而研究其生成方法及质量控制具有重要的意义。数字高程模型（DEM）是地理空间信息基础设施的重要组成，在与地形相关的各个领域中均发挥重要的作用，在电力勘测设计中拥有广阔的应用前景。1DEM表示及获取途径数字高程模型(DigitalElevation8Model)，简称DEM，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。DEM除了包括地面高程信息外，还可以派生地貌特性，包括坡度、坡向等，还可以计算地形特征参数，包括山峰、山脊、

3、平原、位面、河道和沟谷等。建立DEM的方法有多种，从数据源及采集方式主要有：根据航空或航天影像，通过摄影测量途径获；野外测量或者从现有地形图上采集高程点或者等高线，后通过内插生成DEM等方法，主要方法如下表所示：要想快速的获取大范围的DEM数据，卫星手段是快速获取大范围DEM数据一好的方法。2立体像对生成DEM原理2.1立体像对获取途径目前，数字摄影测量法是获取DEM的主要手段，方法利用立体像对，通过计算机立体技术，构建立体像对提取高程信息。立体数据的获取包括航空遥感和星载遥感两种。基于立体像对提取高程信息精度与立体像对基高比相关，由

4、于早期卫星遥感不具有侧视成像功能，相邻立体像对的基高比小，提起高程信息不能满足精度需要，近年发射的高分辨遥感卫星大都具有侧视成像能力，具备与航空立体像对接近的基高比，使星载遥感立体像对获取DEM成为可能。可以立体成像的卫星主要有ASTER，ALOSPRISM，8CARTOSAT-1，FORMOSAT-2，IKONOS，KOMPSAT-2，OrbView-3，QuickBird，RapidEye，GeoEye-1，WorldView-1/2,SPOT5/6，Pleiades，以及国产的资源三号、资源一号02C星、天绘卫星等。2.2利用立

5、体像对生成DEM原理随着数字摄影测量设备及高分辨成像技术的不断发展，用于处理传统航片技术也被很好地用于处理遥感高分辨率立体像对，专业遥感图像软件基于这一原理开发了相应的DEM提取模块(如ErdasImagine的LpS包、ENVI的oEMExtraction模块等)。立体像对提取DEM原理可概括为：处于在天空不同位置的两个摄影站(相当于人的双眼)对地面同一点进行拍摄，形成一个角，当这两站的空间位置确定后，该角度越大地物点越高；反之，角度越小地物越低。类似，解算出所有地面点的高程后就得到了数字地面模型。如图3-1所示，两个摄影站S1和S

6、2相当于人的两只眼睛,之间距离是空间摄影基线b。A、B、C分别为三个地物点。A、B、C分别经S1、S2后形成像点a1、b1、c1和a2、b2、c2。根据两幅图像中同名像点的两条反向投影光线采用前方交会可以确定地物点的位置。即其本质是将该摄影过程几何反转，获取地面所有点的高程，生成DEM。8立体像对提取DEM原理3立体像对获取DEM数据处理流程3.1DEM数据处理流程为了得到地物点的位置基于立体像对的测图包括立体像对的像对定向和绝对定向。相比传统航片测图，不需要进行内定向。一般获取DEM数据的处理流程如下：3.2DEM制作本文以安徽天长

7、高邮湖风电场为例，采用北京东方道尔公司提供的GeoEye-10.41米立体像对，生产出测区间距2米DEM格网数据、DOM等全数字产品，面积约54平方公里。GeoEye-1立体影像处理流程DEM平面和高程精度指标如下表所示：使用空三加密创建的模型和处理前的影像数据进行定向，检查内定向、相对定向、绝对定向的精度是否满足要求；检查DEM数据的范围、精度、接边是否满足要求；当地形、地貌发生变化或已有DEM数据存在错误时，需重新采集不符合要求8部分的特征点、线，将特征点、线进行整合后生成DEM，使DEM的范围、精度、接边符合要求，并重新提交修好

8、后的DEM数据。图4-2测区DEM4DEM精度评定4.1DEM精度检测标准采用摄影测量方法和野外实测方法生成的数字高程模型，其格网点高程中误差应不大于相应比例尺地形图测图规范或编绘规范中规定的等高线高程中误差。以地形图数