无控制DEM匹配技术是进行多时相DEM变化分析的重要手段之一,在其他诸多领域也是一个研究热点,例如模式识别、计算机视觉、计算机辅助设计和机器人。通过比较在不同时期获得的DEM数据,可以对由地质灾害引起的地表变化进行定量分析。随着当前三维激光扫描技术和测量数据处理技术的快速发展,数据采集的效率、数据的精度和空间分辨率越来越高。因此,要求DEM匹配算法能够适应更为复杂的地形数据和较高的工作效率。现有研究中指出不同地形起伏对DEM匹配性能有影响,但尚未进行深入探讨分析具体影响规律。通过模拟试验,对地形起伏与DEM匹配性能的影响进行了研究,初步发现了地形起伏与DEM匹配算法性能之间的影响规律。另外,还对DEM尺度对DEM匹配效率的影响进行了探讨。匹配效率是DEM匹配算法是否能在实际应用中广泛使用的重要因素之一。DEM匹配中消耗时间最多的是DEM表面点对对应关系建立和目标方程求解两个过程。目前算法改进效率多从点对对应关系的改进角度出发,从改善目标方程求解过程效率的角度着手,引入高斯牛顿法替代最小二乘法,来改进DEM匹配算法的效率。通过建立适应DEM离散表面特点的高斯牛顿法的离散表达形式,用于DEM匹配目标方程的求解,从而建立了高斯牛顿DEM匹配算法。通过模拟试验,从匹配精度、拉入范围和匹配效率等三个性能指标对新算法的性能进行了测试,模拟试验结果表明新算法给出了正确的匹配结果,与现有DEM匹配算法相比,新算法的平均迭代收敛速率提高了约42%,匹配效率提高了约75%,匹配精度和拉入范围也有所改善。表明新算法是有效的,可靠的。