隨著立體相機分辨率的提高，探測車影像可以獲得更高分辨率的影像，提供更多的科學(xué)目標(biāo)的細節(jié)信息。但是由于近景攝影測量的方式，使得探測車獲取影像的分辨率處處不同，近處地物分辨率較高，遠處地物分辨率較低。
傳統(tǒng)的規(guī)則格網(wǎng)DEM把數(shù)字高程模型的覆蓋區(qū)域分成規(guī)則排列的正方形格網(wǎng)，難以確定合適的格網(wǎng)大小即分辨率表達各種地形地貌特征，由于全局采用同一分辨率，使得采用較高分辨率時遠處地形容易產(chǎn)生大量的冗余數(shù)據(jù)，而較低分辨率不利于表達近處地形特征，損失了地形的精度。
不規(guī)則三角網(wǎng)TIN能較好地估計地貌特征點線，逼真表達復(fù)雜地形的起伏特征，并能克服地形起伏變化不大地區(qū)產(chǎn)生冗余數(shù)據(jù)的問題。TIN包含大量的數(shù)據(jù)，但由于數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只適宜于小范圍大比例尺高精度的地形建模。
針對地形測量精度隨著距離的增加而精度降低的特點，在測圖誤差分析的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了變分辨率的DEM生成，保持了近景攝影測量各距離處高程的最高精度，消除常規(guī)DEM存儲的數(shù)據(jù)冗余、減少存儲量。
1.變分辨率DEM的坐標(biāo)系
變分辨率DEM模型的坐標(biāo)系采取極坐標(biāo)形式，如下圖所示，以東方向為X，北方向為Y，建立東—北—天右手坐標(biāo)系，測站點中心O，以平行于X方向為極坐標(biāo)起始零方向，逆時針方向為角度正方向(角度范圍為0~360度)，遠離測站點方向為極坐標(biāo)徑向R方向。徑向方向采樣點為非均勻，近處精度較高分布點較密，遠處精度較低采樣點較疏，自適應(yīng)的間距減小了數(shù)據(jù)冗余，綜合可得變分辨率數(shù)字高程模型可視為以測站點 為中心的半徑逐漸增大的一系列扇形格網(wǎng)點。
變分辨率DEM示意圖
采用極坐標(biāo)存儲變分辨率的DEM，具有以下特性：
(1) 極坐標(biāo)可以保證近處DEM位置的高分辨率的同時，兼顧遠處DEM點的采樣，使采樣達到平衡。
(2) DEM近處的分辨率高而遠處的分辨率低，保持總體精度的同時降低了DEM的存儲量，有利于數(shù)據(jù)的有效存儲和算法的實時性。
2.變分辨率DEM的存儲格式
變分辨率DEM不同于常規(guī)的DEM，分辨率與距離相關(guān)。為了便于變分辨率DEM有效的使用，設(shè)計了變分辨率DEM的存儲格式。將極坐標(biāo)的距離方向視為列，其角度方向?qū)?yīng)于行，結(jié)合起始的距離值和角度方向相關(guān)參數(shù)按如下格式進行存儲(Liu et al., 2014)：
左：平地；中：丘陵；右：山地
左：平地；中：丘陵；右：山地
變分辨率DEM的數(shù)據(jù)格式說明如下：
(1) 測站點的坐標(biāo)為平差后像片的外方位線元素值，若有多張像片則取各外方位元素的均值；
(2) 起始角度和徑向起始值分別根據(jù)密集匹配點坐標(biāo)與測站點坐標(biāo)計算得到；
(3) 徑向變化率與最高精度的小數(shù)點位數(shù)相同；
(4) 起始方向為圖 1中X方向；
(5) 不在密集匹配點構(gòu)成的三角網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的點高程用NODATA_VALUE表示。
3.變分辨率DEM與格網(wǎng)DEM對比實驗
(a) cvrDEM, (b) (a)中紅框區(qū)域的放大圖, (c) 格網(wǎng)DEM (d) (c) 中紅框區(qū)域的放大圖(Liu et al., 2014)
(a) cvrDEM, (b) (a)中紅框區(qū)域的放大圖, (c) 格網(wǎng)DEM (d) (c) 中紅框區(qū)域的放大圖(Liu et al., 2014)
附相關(guān)文章：
Liu, Z., M. Peng, K. Di, 2014. A continuative variable resolution digital elevation model for ground-based photogrammetry, Computers & Geosciences,61(1):71-79. http://dx.doi.org/10.1016/j.cageo.2013.10.001
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