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基于高分辨率卫星遥感数据提取DEM方法研究

马素颜  
【摘要】: 在地球空间数据框架建设(CSDF)中,数字高程模型(DEM)是不可或缺的重要地理信息之一,DEM在与地形相关的各个领域都发挥着重大作用,并有广阔的发展和应用前景。 目前DEM获取主要有三种方式:数字摄影测量法、激光法、干涉雷达法。数字摄影测量法是获取DEM的主要手段,主要运用计算机立体视觉,构建立体像对提取高程信息。基于立体像对提取高程信息的精度与立体像对的基高比相关,由于早期的卫星遥感不具有侧视成像功能,相邻立体像对的基高比小,提取高程信息不能满足精度需要,近年来发射的高分辨率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。遥感数据具有数据源稳定、数据获取成本低等优点,可大大缩短DEM生产周期,提高生产效率。国内外已有很多学者基于ASTER、SPOT、QuickBird、IKONOS等高分辨率卫星数据进行了DEM提取研究,2007年发射的Worldview-1卫星第一次将分辨率提高到半米以内,但如何利用该卫星的立体像对数据来获取DEM尚未见相关文献,因此研究基于该卫星立体像对数据获取DEM具有重要意义。 基于立体像对提取DEM涉及相对定向、绝对定向、核线影像生成、DEM生成、编辑等过程,以往的相对定向是利用相机或者传感器的成像参数进行几何定位,但目前大多数商业遥感卫星并不提供成像参数,只提供包含构建有理函数模型所用的参数信息文件。论文探讨了有理函数模型的定义、特性、解算方法、过程等内容。论文还分析了利用ENVI软件对立体像对进行DEM提取的方法,并用宁波地区的Worldview-1立体像对作为实验数据,完成该区域的DEM获取,在没有高精度控制点的情况下,获得了该区域的DEM数据,通过与1:10万的高程点数据进行比较,高程均方根误差达到11.11米。研究成果有助于推进Worldview-1立体像对在DEM生产过程中的应用,弥补DEM生产效率低和周期长的问题。


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