RSD平台新增利用GF7卫星前视PAN数据（FWDPAN）和后视PAN数据（BWDPAN）制作数字高程模型/数字表面模型（DEN/DSM）。实际上多光谱后视数据（BWDMUX）的参与能进一步提高前后视配准精度从而提高DEM/DSM产品质量，但目前RSD仅有前后视全色波段的DEM制作部分。

支持GF7卫星DEM制作的RSD软件需要2021年7月以后发布的版本。

一、选择数据集

准备好GF7 -L1A原始数据集，启动RSD。点击图1的菜单。有两个菜单项可以开始DEM制作。先选择第一个（红框内）DEM生成-核线约束NCC匹配。（第二个仅用于城市建筑的视差匹配）。

图1 使用GF7 生成DEM的菜单项

点击后出现对话框图2。点击文件名编辑框后面的小按钮选择文件，选择前视和后视文件。

图2 选择GF7 前视和后视文件

二、设置参数

点击确定，出现图3的对话框，设置里面的参数。

图3 核线约束的NCC匹配代价视差检测参数设置对话框

图3中左侧是两个选中的数据集的信息，通常从数据集的属性文件自动提取，如果没有提取到（有的数据可行信息不全，没有卫星角度信息等），也给出了一个初始值，用户也可以自己输入角度数据。

图3中右侧红框是数据处理范围，用户可以自行输入适当范围。这是来源数据左上角坐标位置和待处理的数据行数和列数。数据坐标位置以后视数据位置为准。

蓝框中第一个值是核线搜索长度。高程比较高的地区这个范围大一些，否则可以小一些。第二个参数是匹配长度，也就是在搜算长度的范围内，查找哪一段可以与匹配长度这一段数据相匹配。

绿框中第1个参数是核线横向的容差，理论上这个值为1就可以搜索核线，但实际上由于图像清晰程度、连接点质量和其它一些原因，这个值大一些搜索更稳定。但该值也不是越大越好，太大不能提高稳定性还增加搜索时间。第2个参数是匹配步长，取1时匹配精度最高，但是最费时间，可根据情况设定。第3个参数是当配准相似度下降到此值时（可靠性低），查找第二个最接近的相似度。然后比较两个点的视差，取二者中视差小的作为匹配点。该参数取值在0~1之间。最后变异系数阈值是搜索区域数据的变异系数的一个门限。搜索区域变异很低说明数据非常平坦无法正确搜索，比方在水面上搜索水面就无法确定哪里是对应的水面。低于这个阈值标记为不可靠数据。

绿框下面的3个参数是初级的质量过滤，用户可以调整这三个参数。也可以不管这三个参数，待后在DEM编辑时统一处理。

三、采集关联点（Tie POINT）

RSD需要采集前视数据和后视数据对应的关联点来建立核线方程和创建核线图像。虽然自动采集关联点技术上不难但是鉴于前后视图像尺度差异，尤其是经常存在很大的位置差异，RSD目前手动采集关联点。

在图3点击确定，出现图4。图4中左侧是一个数据列表，是采集到的前后视对应的关联点数据，没有数据时这里面是空的。图4右侧是一个窗口被分割成的两个左右分裂窗。左分裂窗与后视图像对应，右分裂窗是前视数据图像。这个窗口可以被放大到全屏，可以任意滚动图像。也可以在窗口中右击鼠标在弹出菜单选择显示全部或者按比例显示据部图像。

采集关联点时，在左右分裂窗口找到对应位置，先在左窗口用鼠标右击第1个（左）关联点，在弹出窗口选择POINT的菜单（图4红框），这时该点位置出现一个小十字。然后在右分裂窗对应位置右击鼠标，同样选择POINT的菜单，右分裂窗窗口上也出现一个小十字。同时在图4左侧列表增加了一行数据，分别是左右两个窗口的关联点的对应坐标。重复该过程，采集更多的关联数据。

图4 左右视关联点（Tie Point）采集

关联点采集对数量的要求较低，前后视数据4角各采集一个就够。为了安全起见多采集一些更好。

采集完毕后可以点击图4中保存数据 将这些关联点数据保存为一个文本文件，下次使用直接打开而不必每次采集。

保存的关联点数据是一个文本文件，可以用通用的文本编辑器查看和编辑修改该文件。

这里采集的关联点数据与上一步（图3）中的参数设置无关，只要是这一对数据集就可以在任何时候使用这些关联点数据。

四、创建DEM

从图4点击确定，RSD自动建立核线方程、创建核线图像，建立视差图像然后生成DEM/DSM初级产品。见图5。

图5 NCC DEM结果

这是一个山区的数据集，特点是地形高低起伏，地物简单单一。处理结果的正常数据中包含了未达到精度要求的不可靠区域和异常洼地（黑色）以及异常凸起（白色）。

RSD专门有编辑和处理DEM数据的菜单功能（见图7），多这些异常数据的删除、插值可以进行处理。有另文介绍。

五、DEM精度问题

水平精度方面，GF7 后视数据卫星天顶角仅5°左右，没有正（下）视数据。这里用后视代替正视，位置纠正以后视为准。这就相当一个卫星仰俯角偏差5°，比较容易纠正。DEM的位置精度和正射校正精度一致。如果发生水平位置精度不准的问题，参阅正射校正的精定位和几何精校正部分内容。

空间分辨率方面，设计目标精度理想状况下在去掉低可靠数据后，应该在1m~5m的水平位置精度左右，实际情况还需要进一步验证。

相对高程精度取决于前后视视差配准，配准越好相对精度越高。NCC处理的DEM附带生成一个相似度系数映像数据集。见图6。

图6 相似度系数映像数据

相似度（或者说可靠性）系数取值在0~1之间，可以根据需要通过限定的相似度系数分割高程数据。通过这种不同可靠程度的依据可以分离高程数据，使之整体上达到目标精度要求。注意：高相似度系数并不能保证所有对应像元都有完全可靠的高程数据。

绝对精度是建立在基准之上的，由于我们人员和设备等限制无法取得真实的观测基准数据，实际操作时使用了现有DEM做为参考高程。关于这部分高程精度的分析有相关专门讨论DEM精度的博文进行进一步的介绍。见《RSD高程产品（DEM/DSM）的几个精度问题》。

六、DEM编辑

从图7的菜单开始DEM编辑与修改，可以去除低可靠数据，去除人工目标物等。详细的操作另文专门介绍。见《基于对象分割的DEM数据编辑》。

图7 DEM 编辑菜单

图8 DEM 编辑后未滤波的结果

图8是异常值处理完毕后的结果，滤波再晕渲效果见图9、10。

图9 DEM 数据低通滤波后得到的较为平缓的结果

图10 DEM 数据低通滤波后晕渲处理的结果

这个晕渲图看起来不太像，更像一条条的等高线，这是出错了。自己写的晕渲图处理代码，不是特色是BUG,就先这样吧。以后估计使用3D渲染，这些小BUG就留着。 J

图11是范围较大一些的DEM结果，可见高程的空间细节还是很精细的。

图11 山地DEM细节

七、城市区域的DEM

先选择图1中第2个（蓝框内）DEM生成-核线约束Census匹配菜单。打开一个城市区域的GF7 数据集。设置参数出现的对话框与图3类似。选择范围设置参数后，点击确定开始处理。结果见图12。这里是进行过简单的去孤岛（图7菜单项），未进行人工编辑处理的结果。

图12 城市DSM处理结果

对应的BWDPAN单色图像见图13。

图13 图12对应的BWDPAN单色图像

再来一个局部细节（图14）。

图14 图12的局部细节图像

城市区域的DEM编辑和建筑物去除见《DEM编辑——建筑物移除》。

七、小结

1. 核线约束NCC匹配在山区和平原能得到较好的结果，可以用于多数区域的DEM生成。

2. 城市区域可以使用核线约束Census匹配，结合基于对象的DEM编辑期望能够得到可用的城市 DSM 数据。

3. 基于核线约束的Census视差匹配对识别物体效果比较好，比如建筑物等。但对主要识别质地的草地山林等识别不可用。

4. 结合DEM编辑可以得到精度较高的DEM/DSM产品（需进一步验证），期望结合手工编辑能够生产出可用的城市DSM。

软件下载地址：https://pan.baidu.com/s/1T-LBvaD_zVCwJsGf_hCyCg

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