摘要：在DOM的制作過程中，其數字微分糾正通常要用到DEM來實現地形的糾正，所以DEM的精度會在多大程度上影響DOM的糾正精度，而且是很多技術人員所關心的問題之一。本文通過簡要的分析論證得出了一些結論，為在DOM制作過程中合理有效地選取DEM數據源提供幫助。

　　關鍵詞：DOM,DEM,精度

　　1 前言

　　由于各種遙感傳感器的成像方式、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異。航空影像是中心投影，投影系數距像主點的距離大小呈發射狀，而推掃式衛星遙感影像則基本上表現一致的投影系數，與成像高度角有關。這里我們就這兩種傳感器的成像原理進行分析，討論影像投影差的產生，為DOM生產作業中有效選擇DEM數據提供理論依據。

　　2 地形變化對遙感影像投影的影響

　　2.1 框幅式航空影像的地形變化影響

　　框幅式航空像片的中心投影成像， 為相機的攝影焦距， 為相對航高， 為某點所處的相對高程， 為該點離像片攝影中心的水平距離， 為該點底部的成像點距像主點的距離， 為有高差h 的成像點距像主點的距離，它們滿足這樣的幾何關系:

 

　　可以看出，航空像片的地物投影差不但與地物本身的高度有關，還根地物在像片上的位置不同而有所變化，離像主點越近，投影差越小，反之越大。

　　2.2 衛星遙感影像的地形變化影響

　　衛星遙感影像精確的投影方式十分復雜， 而且根據衛星遙感傳感器類型、在軌高度、成像方式、運動姿態等差異，投影方式也各不一樣。在實際應用中，通常使用特定的方法進行簡化，比如IKONOS影像提供的RPC(有理函數)模型可以方便地進行攝影模型的恢復，并達到較高的定位精度。衛星影像存在模型復雜，軌道高度很高，地球曲率影響加大，掃描時間差等影響。傳感器具有長焦距和窄視角的特點，這些因素在DOM成圖中的影響很小，在具體分析時可當作平行投影看待，簡化其投影關系，便于運用和分析。這里我們認定衛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，投影系數(地物投影差和地物實際高差的比值系數)恒定。與航空像片相比較，線陣CCD推掃式傳感器的成像模型更加簡單，假設傳感器的成像高度角為 ， 地物高差為 ，可以方便地計算出地物的投影差大小 :

 

　　可見， 推掃式遙感影像的地物投影差大小僅與地物高差、影像的攝影高度角有關系。對于某一景特定的遙感影像來說，影像上地物投影系數處處相同，恒為 ，而且投影方向與成像方位角有關，影像上處處一致。這一特點不但便于人們對目標的判讀，也有利于地形投影的改正。

　　3 DOM生產對數字高程模型的精度需求

　　通過上述論述，我們知道地形變化會引起影像像元的明顯位移。利用數字高程模型實現影像的微分糾正是修正地形投影差的最好方法，這種方法是生產DOM的關鍵技術。因此DOM的成圖質量與所用DEM的精度具有很大的關系。對于一個DOM糾正項目， 應該選用怎樣的DEM呢?對于航空影像，確定了航空攝影的比例尺、相機焦距，基本上可以根據實地地形地貌情況來分析所采用DEM的精度指標。比如，對于某1: 10000DOM 的生產項目，攝影焦距 為15.19 cm，攝影比例尺分母 為32000，航攝相機型號為RC10A，像幅為23 ×23 cm。可得:

　

　根據像幅大小，我們估算作業中可用影像距像主點應該不超過12 cm，即最大值為12 cm，由此產生的最大投影差大小為實地距離0.790 h 米。對于10 米高差，最大會導致實際距離為7.9 米的影像位移。按照有關規范，1：10000 平原地區的DOM平面中誤差要求3.0 米，則該測區DEM的高程精度應滿足3.8 米。根據1：10000 平原地區DEM產品的國家技術規范，DEM高程精度要達到0.7 米。而這里，我們計算得到的DEM精度需3.8 米即能達到DOM的地形糾正精度，遠比規范要求的精度低。因而在較為平緩的DOM生產中，我們不用過分關注DEM的精度和密度，而把地面控制點(GCP)的質量當作主要關注的內容。一些平原地區可以采用假設平均面高程替代DEM數據，也能達到一定的糾正精度。

　　對于IKONOS衛星遙感影像，某測區影像的攝影高度角為72.89977度，根據式(7)，計算該影像的投影差 = 0.3076 ， 10米高差會產生3.076米的地形投影差。按照規范， 1：10000 平原地區的DOM成圖， 9.7米以內高程精度的DEM即能滿足DOM精度為3.0米的需要。當然，上述的分析和結論是在理想條件下實現的，在實際應用中應綜合分析和考慮，比如應考慮計算方法和數據源精度，尤其是地面控制點精度非常重要，而大比例尺的DOM成圖，則應充分考慮河流、道路的投影差問題。對于推掃式衛星遙感影像，成像高度角的影響至關重要，所以在選取、選購衛星影像數據的時候，應充分考慮影像的角度特性， 并根據成像高度角選取相應精度和格網間隔的DEM 數據。

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