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1、本科毕业设计说明书题 目：基于数字摄影测量技术的城市三维景观建模 院 （部）： 土木工程学院专 业： 测绘工程班 级： 测绘082姓 名： 学 号： 2008011045指导教师： 完成日期： 2012年6月10日山东建筑大学毕业论文目 录摘 要ABSTRACT1 前 言11.1 摄影测量11.2 三维建模技术11.3 本设计的研究内容22 三维景观建模的制作原理及应用3 2.1 概述32.2 基于Imagis的城市三维景观建模方法的实现32.2.1创建简单的三维模型42.2.2创建复杂的三维模型42.3纹理采集和纹理粘贴52.3.1三维建筑物纹理采集与处理52.3.2三维建筑物纹理粘贴62.
2、4 三维建模中遇到的问题总结73 数字摄影测量数据处理93.1JX4C简介93.2测区介绍 93.3数据采集93.3.1数据预处理93.3.2DLG的制作183.3.3DEM的制作203.3.4等高线生成及TIN的生成223.3.5DOM制作及镶嵌244 基于数字摄影测量的城市三维建模284.1 建模所需数据和软件284.2 Imagis环境下三维数字模型的建立294.2.1数据的输入和转换294.2.2生成DEM304.2.3楼房道路建模和纹理贴图314.2.4树木建模355 结 论37谢 辞39参考文献40 IV摘 要信息时代的城市规划与数字城市的建设是密切相关的。在规划设计和规划审批中，
3、由于规划成果的数字化、可视化，使得对各种规划成果和方案的定量分析、模拟和预测成为可能。城市规划设计审批能否实现可视化，关键在于如何利用当前三维建模与可视化技术，实现对城市现状与规划三维模型的快速建立。其中一个重要问题就是城市基础空间信息的获取。城市基础空间数据的生产，是一项投资巨大、技术要求十分复杂的工程。不仅成果精度要求高，而且信息的内容包含广泛。传统的测绘手段已无法满足上述综合性基础空间信息生产的要求。利用数字摄影测量技术可以快速获取包括数字线划矢量图、数字高程模型和正射投影图在内的城市基础空间信息。本次毕业设计的目的就是采用数字摄影测量手段，从数字摄影测量的基本理论入手，利用JX-4C全
4、数字摄影测量系统对航片数据进行处理，获取数字线划图、数字高程模型（DEM）、正射投影图等城市规划所需的基本图件，并利用相关软件对城市建筑物进行三维景观建模。 关键词：数字摄影测量；JX4C；Imagis；三维景观模型Based on the number of measuring technology of photography3 d modeling city landscapeABSTRACTInformation age of urban planning and construction of a digital city is closely related. In the des
5、ign and planning for examination and approval, the digital, visual planning achievements, which makes the various planning achievements and scheme of the quantitative analysis, simulation and forecast to become possible. Urban planning and design for examination and approval could realize visualizat
6、ion, the key point is that how to use current 3 d modeling and visualization technology to realize the city planning and current situation of 3 d models quickly built. One of the important problem is the city basic space information. Urban basic space data production, is a huge investment, technolog
7、y demand is very complex projects. Results not only the precision requirement is high, and the content of the information includes extensive. The traditional surveying and mapping method has failed to meet the above comprehensive basic space information production requirements. Using a digital photo
8、graphy measurement technology can quickly get including a number line row vector diagram, digital elevation model and was shot, projection map city basic space information. The graduation design is the purpose of adopting digital photography measuring method, from the digital photography, measuremen
9、t of the basic theories of, use JX-4 C digital photogrammetric system of navigation of data processing, get a number line row figure, digital elevation model (DEM), are shot projection diagram for basic maps of city planning, and use the software to buildings on the 3 d modeling landscape.KeyWords:D
10、igital photogrammetry；JX-4C; Imagis; three-dimensional landscape model山东建筑大学毕业设计说明书 1前 言1.1摄影测量传统摄影测量学是利用光学摄影机摄取像片，通过像片来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置和相互关系的一门科学技术。它包含的内容有：获取被摄物体的影像，研究单张和多张像片影像的处理方法，包括理论、设备和技术，以及将所测得的结果以图解形式或数字形式输出的方法和设备。其主要任务是测制各种比例尺的地形图、建立地形数据库，为地理信息系统、各种工程应用提供基础测绘数据。摄影测量的主要特点是在像片上进行量测和解译，无需接触
11、被摄物体本身,因而很少受自然和地理条件的限制，而且可摄得瞬间的动态物体影像。像片及其他各种类型影像均是客观物体或目标的真实反映，信息丰富逼真，人们可以从中获得所研究物体的大量几何信息和物理信息。摄影测量的分类方法有多种，根据摄影机平台位置的不同可分为：地面摄影测量、航空摄影测量、航天摄影测量和水下摄影测量；根据用途不同可分为地形摄影测量和非地形摄影测量两大类，地形摄影测量的目的是测制各种比例尺的地形图，这也是摄影测量的主要任务之一，而非地形摄影测量的应用面非常广，服务的领域和研究对象千差万别，如工业、建筑、考古、军事、生物、医学等；从摄影测量学的发展来看，摄影测量学又可分为模拟摄影测量、解析摄
12、影测量和数字摄影测量。1.2三维建模技术数字摄影测量技术日趋成熟，后期处理也获得快速发展，其中基于航摄像片的三维建模技术突飞猛进，成为像片处理最主要的应用方面。随着“数字地球”的提出，各种数字城市的模型建设被提上市政建设的日程，越来越多的城市拥有了自己的数字城市系统，这一系统的实现与数字摄影测量和数据三维建模应用是密不可分的。以计算机三维建模技术为基础的航摄像片的处理系统成为数字城市发展的主要技术支撑。数字地面模型DTM、数字表面模型DSM、数字高程模型DEM、数字线划图DLG、数字正射影像图DOM、数字栅格图DRG、等高线、影像镶嵌图等数字产品越来越多的被应用到模型建设中。其中4D产品即DL
13、G、DEM、DOM、DRG成为测绘信息数字的主要产品，4D产品将逐渐替换传统纸质线划图。随着我国基础测绘任务的不断深入, 生产以“4D”产品为主的数字化地图产品的技术日趋成熟。1.3本设计的研究内容1 数字摄影测量在城市三维建模中的作用；2 利用JX-4C数字摄影测量工作站采集并处理三维数字景观模型建立所需的基础空间信息数据；3 三维实体建模技术研究；4根据JX-4C全数字摄影测量工作站采集的城市基础空间信息数据，利用相关软件进行三维数字景观建模。2三维景观建模的制作原理及应用随着摄影测量与遥感，地理信息系统等学科的高速发展，一批新型测绘产品产生了。其中，城市三维景观建模就是一种数字摄影测量新
14、产品。本设计简述了三维景观建模的实际制作过程；第二阐述了三维景观建模在社会生活各个领域的应用，并分析了它的发展前景。主要论述下如何利用Imagis制作三维景观模型。2.1概述近年来随着城市规划、交通、旅游、政府决策等部门对现实世界真实表现需求的日益增加,三维GIS已成为国内外GIS界的研究热点。三维景观图以直观的三维地形、地物代替了抽象的地图符号，这就使得地图超出了传统的地理信息符号化、空间信息水平化和地图内容凝固化、静止化的状态，进入了动态、时空变换、多维的可交互的地图时代；同时，三维景观图的建立也使我们对地图的认识方式发生了巨大的变化，并为进行各种空间分析创造了良好的条件。因此，将三维景观
15、图作为地理信息系统中的又一个专题图层将是一种必然的趋势；如何建立城市三维景观模型已成为摆在我们面前的重要问题。2.2基于Imagis的城市三维景观建模方法的实现为了在IMAGIS中实现城市三维建模，必须用Auto CAD对纠正后的影像图进行数字化，使其转化为数字地图。该数字地图应保存为Auto CAD (R14) dxf 格式（如图2.1和图2.2），然后用 AutoCAD 或 IMAGIS 系统中的图形编辑器对该 dxf 文件进行修改。主要内容有：多余图层（一般为 0 图层）的删除；非整体平面图向整体平面图的转换；对无高程属性的建筑物进行高程赋值；地面高程点的提取和修改等。图2.1 影像图图
16、2.2 利用CAD转换格式之后的数字化地图2.2.1 创建简单三维模型在 IMAGIS环境下，对导入的数字地图的各建筑物，选用单个对象调整，可添加高度、颜色属性，然后统一进行自动创建建筑物。如个别建筑物须调整，则先进行属性修改，再进行人工创建建筑物。建模时，需先在IMAGIS 中选取基元，选择时无须遵循先后顺序，系统将自动判断并生成三维模型。2.2.2 创建复杂三维模型可用AutoCAD或IMAGIS系统中的图形编辑器对dxf文件进行修改。用IMAGIS图形编辑器修改时，导入dxf文件，将Auto CAD中的坐标和其它多余数据删除（一般在 0 图层），并把所有线条改为同一层，然后保存为一个文件
17、。部分规则的建筑物模型可通过人工创建建筑物实现，例如柱子、部分规则墙面等。对于不规则的模型，可先将线条绘出、调整好高度，使用三维建模功能，选择好插值方法及插值个数。通常有两种插值方法：线性插值可在各线条之间产生直面，插值个数只给 1个；样条插值可在各线条之间产生曲面，最少要有三根线条，插值个数至少给2个，一般用3-5个为宜，如图2.3所示：图2.3 根据线条进行三维建模2.3纹理采集和纹理粘贴三维景观图的基本模型建成之后，通过实地采集的地面纹理和建筑物纹理，利用IMAGIS的纹理映射功能对所有的物体贴纹理，使生成的景观更加逼真和生动。2.3.1三维建筑纹理采集与处理在三维可视化地理信息系统中，
18、对建筑物三维几何模型进行纹理映射是建好三维景观图的关键，它将直接关系到所建模型的视觉效果和逼真程度。因为利用影像纹理，不仅可以真实、直观地表达现实世界，还可以弥补三维几何模型里所表达不出的详细信息，丰富几何图形的细节和材质。1三维建筑物侧面纹理的采集与处理1）三维建筑物侧面纹理的采集校园建筑物的侧面纹理全部采用数码相机实地拍摄，主要涉及地物侧面纹理的采集。为提高拍摄的工作效率,在数据采集以前,需要熟悉纹理采集区域的整体情况,比如地物类型、建筑风格、道路情况等,同时了解该区域在整个实验区域内的重要程度,并对平面图中的每一地物及其包含的每一个主要侧面赋以唯一编号。为了保证纹理数据的质量,在拍摄地物
19、侧面纹理的过程中需要注意日照条件、拍摄的角度等因素的影响,熟练地运用摄影技巧,保证影像尽量清晰。2）三维建筑物侧面纹理的处理三维建筑侧面纹理的处理包括原始相片的后期制作和纹理映射两个部分。原始相片的后期制作应根据实地拍摄与所建立的三维模型, 但是在纹理的提取过程中，由于受建筑物的高度的影响，遥感像片往往是比例失调，所以必须对每张图用平面图形处理软件（如Photoshop ）进行处理，使之正立并成矩形。由于视野狭窄和树木等地物的遮掩，有时很难甚至不可能获取一张完整的建筑物立面像片，只能摄取建筑物立面的局部像片。为了确保建筑物主要立面的纹理完整真实(特别是地物的临街立面),减少降低图像清晰度的操作
20、,消除对地物侧面纹理的遮挡(如树木对墙面的遮挡),并注重保持工作区内所有纹理影像色调的均衡。在提取纹理的过程中根据一般规则建筑物外观构型的对称性和规律性，可对提取的建筑物立面像片进行分割，如把建筑物的窗户、阳台、建筑物的每一层分割出来，以位图形式加以存储，对一栋建筑物选取若干公用图像块，类似于地形图中的一些图式符号；纹理文件名在整个数据采集区域内必须保持唯一,以确保纹理与三维模型每一个面的一一对应；在建立三维模型时，调用这些处理过的图像并对其进行定位和拼接，即可完成对建筑物三维几何模型的整个侧面的纹理贴加。纹理影像映射也是至关重要的一个环节。在进行各种类型三维地物的面与纹理影像 映射过程中,只
21、有确保纹理数据与面映射的正确性,才能真实地模拟现实建筑物。2三维建筑顶面纹理的采集与处理三维建筑模型的顶面纹理无法由实地拍摄直接获取,因此只有从原始分辨率的遥感正射影像中采集建筑物顶部的纹理数据，系统会自动提取其纹理。从正射影像中剪取建筑物顶部的纹理数据可以保证纹理的质量。 系统自动提取的纹理中，可能存在有些建筑物的部分墙面纹理不存在或分辨率不能满足用户要求的现象。此时，可以通过系统提供的纹理编辑恢复建筑物的纹理。2.3.2三维建筑物的纹理粘贴贴纹理的过程分为两种：选择对应点、不选择对应点。贴纹理的方式有三种：一般纹理、平铺纹理和透明纹理。纹理贴图文件可以是：*.BMP、*.TIF、*.JPG
22、、*.GIF 格式的图片。 应根据不同地物选择不同的纹理粘贴方式和纹理贴图。比如，透明纹理可用于树木、广告牌等的纹理粘贴；平铺纹理可用于草坪、地面等重复纹理的粘贴。通过对三维建模方法的研究，可以实现城市三维景观模型的建立（图2.4为校园三维景观模型）。图2.4 校园三维景观图2.4三维建模中遇到的问题总结利用IMSGIS进行三维景观建模会遇到一系列问题总结有以下几点：（1） 建筑物、道路等应用多义线（Polyline）表示，不用样条曲线（在IMAGIS 中容易发生冲突）。（2） 尽量删除数字化地形图的冗余数据，以便能顺利导入 IMAGIS 中 （以小于4 兆的文件大小为最佳）。若数字化地形图范
23、围较大，应将其分块。（3） 将建筑物线条封闭，不同高度的线条要单独组成一条封闭的线条。（4） 三维模型应与实物高度相符；对复杂地物需单个建模。（5） 获取的建筑物纹理，应先经相关图片处理软件加工，使其文件容量缩小且保证图片的真实性。（6） 粘贴纹理时，若选对应点，必须保持图片与模型表面上的点的选择方向一致。当对象是曲面时，图形区的对应点只限制在曲面的底边和顶边，不能在曲面中部选择。3 数字摄影测量数据处理经过外业数据采集，我们得到了山西临汾市的航摄像片，本章将利用JX4CDPW摄影测量工作站系统对获取的影像进行数据处理，得到3D产品，为城市三维模型的建设做好数据准备。3.1JX4C简介JX-4
24、C是结合生产单位的作业经验开发的一套半自动化、实用性强、人机交互功能好、有很强的产品质量控制工艺的微机数字摄影测量工作站，其显著特点是：有一个极好的立体交互手段使其立体观测效果不亚于进口解析、加上手轮、脚盘、脚踏开关后成为一台彻头彻尾的解析测图仪。该工作站主要用于各种比例尺的数字高程模型“DEM” 、数字正射影像“DOM”、 数字栅格图DRG等的生产。最显著的特点是具有强大的立体编辑功能和产品质量的可视化检查。3.2测区介绍设计采用山西临汾市四张航摄像片。临汾市位于山西省的中部地区，地形东高西低，东部山地面积约占全市面积的35.1%；丘陵主要分布在中部，约占全市面积的8.3%，主要以山地为主。
25、本航片采集的部位地势较为平坦，由于是采集的城市地区所以地物几乎全是楼房，有一般房屋和小高层以及高层建筑，其他地物较少，比较适合数据的采集。3.3数据采集利用JX4C对像片进行分析处理，采集建设模型所需的3D数据。3.3.1 数据预处理1 建立工程在计算机上建立用户目录，步骤为选择JX-4C主界面的“处理-工程-工程目录”，如图3.1：图3.1 工程建立建立完成新的用户目录之后，选择“处理-工程-相机文件”，如图3.2所示：图3.2 相机文件加载相机文件为已经做好的数据文件，文件名为camera.use，把坐标输入“框标坐标”下。焦距处输入120.000，默认单位为mm。完成后点击“确认”。进人
26、JX-4C主菜单，选择“处理-创建像对”，摄影方向选择像片从右到左建立像对。在这里一定要注意影像方向。如图3.3：图3.3 创建像对2 内定向内定向是为了确定扫描坐标系与像片坐标系之间的相互转换关系以及数字影像可能存在的变形，在内定向时把空三时的放片位置与扫描时的放片位置联系起来。内定向的步骤如下：JX4C主菜单单击“处理”下定向建模型，单击“内定向”下“量测左片”，提示“读入影像，稍侯.”，影像出现后，用鼠标单击左下角位置进行概略定位，观测屏幕显示出该框标位置。用鼠标单击5：1，使影像放大5倍，用左、右手轮精确照准框标中心，踩下有空格含义的付脚踏(或按空格键)，检索影像框标位置处出现红色“
27、+ 1”，测标自动跳至2 号框标位置（如果不自动跳动，可手动，依次是左下角，左上角，右上角，右下角）。用手轮精确照准后踩右脚踏，依次完成2、3、4各框标的量测。单击“内定向”下“量测右片”，方法与量测左片一样。量测完右片之后，即完成此像对的内定向。各框标测完后将弹出右片定向量测报告残差如图3.4（A）及3.4（B）：图3.4（A） 左片内定向残差及误差报告图3.4（B） 右片内定向残差及误差报告左片残差与右片大体相同。若对残差结果不满意，可点击取消，重新内定向或者单击鼠标右键便可清除原先所有量测记录，之后就可以进行重新量测（误差范围在0.2mm以内）。注意：如果内定向残差较大，可能是像片有伸缩
28、、框标不对或扫描仪有问题等原因造成的。如果残差较大，可以看看是否是比例尺没有放大。3 相对定向相对定向的结果是建立立体模型，其精度对整个作业过程影响极大。好的相对定向结果会带来好的大地定向结果、高的相关成功率，测图时没有视差，立体感好，因而要高度重视相对定向。相对定向即可自动进行，也可采用手动完成。本次设计采用自动进行。相对定向是为了恢复构成立体像对的两张像片的相对方位，建立被摄物体的几何模型。JX-4C系统利用自动影像匹配辅以核线约束条件，寻找出大量的同名点，在解求相对定向参数时，利用了大量的多余观测，不仅可自动剔除粗差，还可大大提高定向的精度和可靠性。在实际的生产过程中一般是利用电脑来自动
29、完成相对定向，这样可以大大提高作业效率。单击“像对”下“设置参数”设置相对定向的参数,如图3.5所示：图3.5 相对定向参数设置自动相对定向的地区类别选取实际上是相关搜索范围的设定，如果设为平地找不到多少点，改为山地很可能找的点就多了。因此，如果用批命令计算，不计较时间的话，则一律设为高山地；点间隔为8mm时一般可找到200-300点，点间隔为5可找到就近1000个点，如果后工序不做核线相关生成DEM，此处可设为8或10即可。如果地形复杂又要做自动相关，应该设为5mm。本次设计后工序需要做核线相关，故设为5mm。相对定向完后会弹出一个精度报告，如图3.6：图3.6 相对定向残差及误差报告如果相
30、对定向的误差精度满足要求，则点击确定完成相对定向，完成后如图3.7。如果误差太大超出精度要求的范围，需要进行手工相对定向，反复检测直到满足要求为止。图3.7 相对定向完成后图像4 核线重采样相对定向完成后就可以建立一个没有上下视差的理想像对，绝对定向、自动获取DEM及向量测图都将在核线影像对上完成。由于是立体像对作业纸对重叠范围内作核线纠正，所以核线影像大约为原始影像的65%。核线重采样的步骤如下：单击“像对”下“参数设定”，弹出采样方式如下：图3.8 核线重采样参数设置选择采样方法（一般为双线性），核线影像倍率(缺省为1.3，若为彩色影像建议改为1)，因为本图像太大，所以将倍率改为0.5，
31、X、Y方向裁切数(设置为0)，单击“确认”。选择“核线重采样”下的“重采样计算”，弹出如下对话框：图3.9 核线重采样过程单击“确定”核线重采样完成。5 绝对定向绝对定向是将模型点在像空间辅助坐标系的坐标变换到地面参考坐标系中，实质上就是两个坐标系的空间相似变换问题。具体步骤如下：(1)单击“绝对定向”下 “量测”，读入影像。(2)选取容易辨认的某个控制点，此控制点坐标必须在控制点文件control.use中存在。将像片放大，使影像处于放大状态下，在用鼠标进行概略定位后，用左、右手轮及脚盘精确照准后踩副脚踏或打空格，输入点号，单击“OK”。由于本次设计用到的影像有控制点文件，却没有在航片上刺点
32、，因为在绝对定向的时候所需要的控制点是根据公式大概推算出来的，然后在航片上经过反复查找精确找出。(3)同理，选取另一明显控制点，精确照准后踩副脚踏打空格，输入点号，单击“OK”。(4)当具备两个已量测的控制点后，单击“绝对定向”下的“预计算”。这样便可以得到控制点文件中落在该像对内的其它点的概略位置，显示在屏幕上。在检索影像上，已量测的点显示为红色，预计算得到的点则为绿色。由于用的是核线影像,所生成的点位相当精确；但亦可对其进行检查校对。方法是：用鼠标左键点击某点，听到“嘟”的响声即为已经选中该点；观测立体，用手轮和脚盘进行调校之后打空格，输入点号，点击OK。同样，可以调整其它点位。(5)当量
33、测了三个点位后，可以用“绝对定向”中的“查询”下的“查询GCP”功能，更精确的逼近其余点位。(6)量测四个点后，单击“绝对定向”中“查询”下的“删除绿色GCP”将其余的点删除。如图3.10：图3.10 绝对定向删除绿色GCP点(7)单击“绝对定向”下的“计算”，将弹出绝对定向精度报告如下：图3.11 绝对定向残差及中误差报告中误差要求控制在2.000m以内，若不满意，单击“取消”重新调整点位。用右键删去不必要的或错误点位，反复修测、计算,直至对结果满意，点击“确定”，绝对定向完成。(8)确定之后，就会弹出如图3.12所示的对话框：图3.12 核线影像裁剪数据单击OK就行。(9)键入按钮A，自动
34、设置工作边界，并弹出如图3.13所示的对话框：图3.13 设置工作边界对边框满意之后，点击是即可。接着是右边界。设置完工作区域后，绝对定向也就完成了。单击像对-退出像对，关闭像对。3.3.2 DLG的制作数字线划地图(Digital Line Graphic，缩写DLG)是现有地形图要素的矢量数据集，用于保存各要素间的空间关系和相关的属性信息，全面的描述地表目标。此数据满足各种空间分析要求,可随机地进行数据选取和显示,与其他信息叠加,可进行空间分析、决策。其中部分地形核心要素可作为数字正射影像地形图中的线划地形要素。本设计主要是利用JX - 4C全数字摄影测量系统来制作。JX - 4C面向影像
35、的各种算法被加进去后使其可以实现半自动或手动定向，使DLG生产过程中，劳动强度下降，由于立体的图形可以叠加至影像立体上去并且可以硬件放大、缩小、漫游，为DLG的立体套合查漏创造了有利条件。矢量测图步骤如下：(1)单击“处理”下的“矢量测图”。(2)单击“符号视图”下的“设置Action路径”，在弹出的对话框中选择相应比例尺路径，在设定比例尺的工具钮中输入测图比例尺，并需调整相应比例尺的符号库及动作设计文件，本设计选用的是1：2000的符号库（图3.14）。图3.14 选择符号库(3)选择“文件”下的“新矢量文件”，弹出对话框，选择事先建好的向量文件夹，输入一个新向量文件名40-39，如图3.1
36、5：图3.15 建立新矢量文件单击保存后，弹出有关工作区大小及图幅旋转角度的提示框(参数应用默认值)，如图3.16：图3.16 参数设置单击确认，弹出成图比例尺对话框，输入比例尺2000。如图3.17：图3.17 比例尺单击OK，向量文件名会出现在矢量窗口的标题栏内。点击分类码工具钮中的第一行即主类，在第二行出现相应的子类，再选择子类中的任一个，则会弹出国标分类码。选取所要测的国标码后单击“OK”，此时测图工具钮中显示所选的国标码及符号码。可直接在工具钮中输入国标码，开始进入测图。(4)单击工具窗，打开绘图工具。选择特定的线条来矢量测图。如绘制房屋的时候，就选择独立地物-简单房屋，对房屋进行矢
37、量化。最终的线划图成果如图3.18：图3.18 线划图成果3.3.3 DEM的制作DEM（Digital Elevation Model）是一定范围内规则格网点的平面坐标及其高程的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集，然后进行数据内插而形成的。DEM是对地貌形态的虚拟表示，可派生出等高线、坡度图等信息，也可与DOM 或其它专题数据叠加，用于与地形相关的分析应用，同时它本身还是制作DOM 的基础数据。DEM是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(Digital Terrain Model，简称DTM)的一个分支。一般认
38、为,DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。DEM是各种地球科学分析、工程设计和辅助决策的重要基础性数据，有着广泛的应用。DEM的建立方法有多种，从数据源及采集方式讲有：(1)直接从地面测量,例如用GPS、全站仪、野外测量等；(2)根据航空或航天影像，通过摄影测量途径获取,如立体坐标仪观测及空三加密法、解析测图、数字摄影测量等等；(3)从现有地形图上采集，如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集然后通过内插生成DEM等方法
39、。本设计采用航摄像片，采用JX4C的DEM生成方法。操作步骤如下：（1）DEM创建、数据准备和参数设置如3.19所示：图3.19 DEM参数设置(2)特征线矢量预处理。(3)物方相关。在设置好参数后，点击“DEM创建”下的“影像匹配生成DEM”，刷新窗口后显示出DEM数据，点击“保存DEM数据”。最后生成的DEM部分截图（白色格网为规则格网形式的DEM）如图3.20：图3.20DEM生成图（放大后的效果）3.4.4 等高线生成及TIN的生成基于生成的DEM，利用tindem.exe来生成等高线。单击文件管理-打开文件，先打开刚刚保存的DEM数据，系统会提示输入比例尺，本设计采用的是1：2000
40、，如图3.21所示：图3.21 等高线制作时比例尺单击模型应用-选择混合模型内插等高线-当前模型，系统会弹出一个对话框，设置参数如图3.22：图3.22 等高线参数设置确定后等待系统自动生成等高线，最后生成等高线部分截图如图3.23：图3.23 等高线等高线生成后系统自动保存为.cnt格式的文件。在JX4C中加载等高线后显示如图3.24：图3.24 加载等高线后效果利用生成的等高线及原有的DEM数据可以生成TIN，具体步骤如下：单击TIN-TIN的基础数据提取-提取特征点线矢量（参数默认如图3.25），系统将自动提取数据。图3.25 TIN制作参数设置单击TIN-创建TIN，系统将自动生成TI
41、N，刷新后部分如图3.26所示：图3.26 生成TIN 图中红色三角形格网即为TIN格网。3.3.5 DOM制作及镶嵌数字正射影像图（DOM），是对航空（或航天）像片进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。DOM具有精度高、信息丰富、直观逼真、获取快捷等优点，可作为地图分析背景控制信息，也可从中提取自然资源和社会经济发展的历史信息或最新信息,为防治灾害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据；还可从中提取和派生新的信息，实现地图的修测更新。评价其它数据的精度、现实性和完整性都很优良。DOM生成流程可以分成以下几步：1） 在JX-4C数字摄影测量系统软件模块中设置参数，由TIN数据自动生成各模型DOM数据。2） 相邻模型的DOM数据在JX-4C数字摄影测量系统Dom
