摘要：在DOM的制作过程中，其数字微分纠正通常要用到DEM来实现地形的纠正，所以DEM的精度会在多大程度上影响DOM的纠正精度，而且是很多技术人员所关心的问题之一。本文通过简要的分析论证得出了一些结论，为在DOM制作过程中合理有效地选取DEM数据源提供帮助。
关键词：DOM；DEM；精度
Abstract: This paper do a brief analysis and appraisal come to some conclusions, provide help for the rational and effective way to select the DEM data source in the DOM production process.Key words: DOM; DEM; precision
中图分类号：P208 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）02-
1 前言
由于各种遥感传感器的成像方式、成像角度、投影方式等的不相同，地形所引起的投影差也有很大差异。航空影像是中心投影，投影系数距像主点的距离大小呈发射状，而推扫式卫星遥感影像则基本上表现一致的投影系数，与成像高度角有关。这里我们就这两种传感器的成像原理进行分析，讨论影像投影差的产生，为DOM生产作业中有效选择DEM数据提供理论依据。
2 地形变化对遥感影像投影的影响
2．1 框幅式航空影像的地形变化影响
框幅式航空像片的中心投影成像，为相机的摄影焦距，为相对航高，为某点所处的相对高程，为该点离像片摄影中心的水平距离，为该点底部的成像点距像主点的距离， 为有高差h 的成像点距像主点的距离，它们满足这样的几何关系:
=(1)
= (2)
故由于地形影响而导致的地物投影差大小:
(3)
摄影比例尺分母s 满足关系式:
(4)
故式(3) 可写为:
(5)
经整理，得:
(6)
可以看出，航空像片的地物投影差不但与地物本身的高度有关，还根地物在像片上的位置不同而有所变化，离像主点越近，投影差越小，反之越大。
2.2 卫星遥感影像的地形变化影响
卫星遥感影像精确的投影方式十分复杂， 而且根据卫星遥感传感器类型、在轨高度、成像方式、运动姿态等差异，投影方式也各不一样。在实际应用中，通常使用特定的方法进行简化，比如IKONOS影像提供的RPC(有理函数)模型可以方便地进行摄影模型的恢复，并达到较高的定位精度。卫星影像存在模型复杂，轨道高度很高，地球曲率影响加大，扫描时间差等影响。传感器具有长焦距和窄视角的特点，这些因素在DOM成图中的影响很小，在具体分析时可当作平行投影看待，简化其投影关系，便于运用和分析。这里我们认定卫星影像是平行投影方式，因此每景影像的投影方向是一致的，投影系数(地物投影差和地物实际高差的比值系数)恒定。与航空像片相比较，线阵CCD推扫式传感器的成像模型更加简单，假设传感器的成像高度角为， 地物高差为，可以方便地计算出地物的投影差大小:
(7)
可见， 推扫式遥感影像的地物投影差大小仅与地物高差、影像的摄影高度角有关系。对于某一景特定的遥感影像来说，影像上地物投影系数处处相同，恒为，而且投影方向与成像方位角有关，影像上处处一致。这一特点不但便于人们对目标的判读，也有利于地形投影的改正。
3 DOM生产对数字高程模型的精度需求
通过上述论述，我们知道地形变化会引起影像像元的明显位移。利用数字高程模型实现影像的微分纠正是修正地形投影差的最好方法，这种方法是生产DOM的关键技术。因此DOM的成图质量与所用DEM的精度具有很大的关系。对于一个DOM纠正项目， 应该选用怎样的DEM呢?对于航空影像，确定了航空摄影的比例尺、相机焦距，基本上可以根据实地地形地貌情况来分析所采用DEM的精度指标。比如，对于某1: 10000DOM 的生产项目，摄影焦距为15.19 cm，摄影比例尺分母为32000，航摄相机型号为RC10A，像幅为23 ×23 cm。可得:
(8)
根据像幅大小，我们估算作业中可用影像距像主点应该不超过12 cm，即最大值为12 cm，由此产生的最大投影差大小为实地距离0.790 h 米。对于10 米高差，最大会导致实际距离为7.9 米的影像位移。按照有关规范，1：10000 平原地区的DOM平面中误差要求3.0 米，则该测区DEM的高程精度应满足3.8 米。根据1：10000 平原地区DEM产品的国家技术规范，DEM高程精度要达到0.7 米。而这里，我们计算得到的DEM精度需3.8 米即能达到DOM的地形纠正精度，远比规范要求的精度低。因而在较为平缓的DOM生产中，我们不用过分关注DEM的精度和密度，而把地面控制点(GCP)的质量当作主要关注的内容。一些平原地区可以采用假设平均面高程替代DEM数据，也能达到一定的纠正精度。
对于IKONOS卫星遥感影像，某测区影像的摄影高度角为72.89977度，根据式(7)，计算该影像的投影差= 0.3076， 10米高差会产生3.076米的地形投影差。按照规范， 1：10000 平原地区的DOM成图， 9.7米以内高程精度的DEM即能满足DOM精度为3.0米的需要。当然，上述的分析和结论是在理想条件下实现的，在实际应用中应综合分析和考虑，比如应考虑计算方法和数据源精度，尤其是地面控制点精度非常重要，而大比例尺的DOM成图，则应充分考虑河流、道路的投影差问题。对于推扫式卫星遥感影像，成像高度角的影响至关重要，所以在选取、选购卫星影像数据的时候，应充分考虑影像的角度特性， 并根据成像高度角选取相应精度和格网间隔的DEM 数据。
参考文献
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