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地表三维信息定量的描述了地表起伏情况,并且被广泛的应用于工程、测绘、地理信息系统、军事等多个领域。它在计算机中以DTM或者DEM的形式来存储。由于其重要性,人们也发展了多种方法获取地表三维信息。本文的研究对象是利用多角度成像系统,采用摄影测量学和计算机视觉的基本原理得到成像区域DEM的技术。根据研究对象本身的特点,本文围绕以下几个方面进行工作并在其中提出了相应的方法来改善生成DEM的精度:
1.实现了对机载多角度成像地表三维信息提取系统的精度模拟,模拟的结果被用于评估系统设计的可行性。
2.结合系统的特点,研究了GPS/IMU辅助空中三角测量平差过程中剔除粗差的方法。该方法能够快速的剔除掉大部分的粗差,满足系统所需的快速进行大量数据处理的要求。在所研究的系统中,该粗差剔除模块可以提高GPS/IMU测量的外方位元素精度,从而提高最终DEM的精度。
3.研究了基于海量DEM和正射影像数据的立体浏览方法,改进了现有立体正射影像对制作方法,使得制作速度大幅加快,海量数据的浏览成为可能。利用该方法对生成的DEM及正射影像进行浏览,可快速发现DEM中可能的错误并加以修改。
4.在上述工作的基础上,设计了对特定地物DEM进行修改的方法。该方法通过在正射影像上选择要修改的点,程序自动寻找出现该点的大角度影像,而后人工在大角度图像上选择同名点,程序自动计算出该点坐标的方式修正 DEM。上述工作都编写了相应的软件模块予以实现,并且对于其中的粗差剔除、DEM修正等工作还制作了友好的人机交互界面,软件的可操作性好,自动化水平比较高。最终这些方法都整合到系统之中,实践表明这些方法能有效的提高最终DEM的生成精度。虽然本文是针对特定系统的特点提出上述方法,但研究结果可以为类似系统提高精度提供借鉴。