專利名稱：航拍測繪圖像校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航拍測繪領(lǐng)域，尤其是一種適用于無人機(jī)以及載人機(jī)使用的航拍測繪圖像比例校正方法。
背景技術(shù)：
航拍又稱空中攝影或航空攝影，是指從空中拍攝地球地貌，獲得俯視圖?，F(xiàn)階段，航拍技術(shù)已經(jīng)被普遍運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域，對于不同的領(lǐng)域，拍攝所要求的效果也不盡相同。如大型群體活動(dòng)、電視、電影、城市安防巡視，通常要求清晰穩(wěn)定的實(shí)時(shí)視頻圖像，而且拍攝時(shí)需要定點(diǎn)拍攝，因此使用直升機(jī)航拍較為適宜；對于土地監(jiān)測、森林防火、電力巡線等，也是要求清晰穩(wěn)定的實(shí)時(shí)視頻圖像，由于巡邏的范圍比較大，因此，使用固定翼無人機(jī)效率會(huì)高一些，需定點(diǎn)監(jiān)測時(shí)，一般使用盤巡實(shí)現(xiàn)監(jiān)測。 對于測繪、交通勘測設(shè)計(jì)、水利勘測設(shè)計(jì)、小城鎮(zhèn)規(guī)劃設(shè)計(jì)等，需要得到可以用以制作地圖的、有嚴(yán)格比例尺和精度要求的照片，目前還是以無人機(jī)為主，以載人機(jī)為輔，其中無人機(jī)包括固定翼無人機(jī)和無人直升機(jī)。該領(lǐng)域采用的固定翼無人機(jī)具有平飛速度快、效率高的特點(diǎn)，并且機(jī)身小巧、結(jié)構(gòu)簡單，由人工遙控送飛，地面工作站操控自主飛行拍攝；直升機(jī)可以垂直起降，能夠進(jìn)行空中懸停、側(cè)飛、后退飛等動(dòng)作，很少受到場地起降的限制，在建筑物周圍的也能安全飛行拍攝；另一方面，直升機(jī)飛行速度可以很慢，從而保證重疊率較高的航拍，并且其飛行高度低，適合拍攝高清晰度的航拍圖片，進(jìn)而更能保證測繪的精確性。在無人機(jī)或者載人機(jī)上安裝數(shù)碼相機(jī)飛行，通過保證重疊率的航拍和簡單的軟件拼圖，獲得一個(gè)區(qū)域大致地貌的影像圖，方便快捷。同時(shí)，還可以根據(jù)所要取得影像圖的比例尺，預(yù)先設(shè)定飛機(jī)航拍高度，例如取得比例尺為1:200的影像圖的航拍高度為188米，或者取得比例尺為1:500的影像圖，航拍高度為2000米(上述比例尺與航拍高度的對應(yīng)值僅為實(shí)例，不代表二者之間絕對對應(yīng)的唯一值)。然而，在實(shí)際拍攝過程中，飛機(jī)航拍的高度在現(xiàn)有的技術(shù)中并不能準(zhǔn)確地定位在預(yù)設(shè)的海拔高度上，航拍高度的誤差導(dǎo)致最終獲取的影像圖的比例尺也存在著一定的誤差；另一方面，在獲取較小比例尺的情況下，飛機(jī)航拍的高度會(huì)較高，而較高的航拍高度則意味著所拍攝圖像的精度會(huì)有所下降，使得最終取得的影像圖中的具體區(qū)域(例如建筑物、道路、河流等)邊緣處顆粒較大，導(dǎo)致界限模糊不清，如果為了得到清晰的圖像而降低飛行高度，則無法得到最初比例尺的影像圖。同時(shí)，在無人機(jī)或者載人機(jī)上同時(shí)安裝激光測距儀，在航拍的過程中同時(shí)測量無人機(jī)或者載人機(jī)距地面的距離，當(dāng)航拍高度準(zhǔn)確地定位在預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)海拔高度上時(shí)，則能夠根據(jù)激光測距儀所測得的距離，計(jì)算得出地面的海拔高度。例如，飛機(jī)航拍基準(zhǔn)海拔高度為2000米，激光測距儀測得飛機(jī)距地面的距離為1150米，則能夠得出地面上該點(diǎn)的海拔高度為850米，進(jìn)而在測繪地圖中能夠?qū)⒃擖c(diǎn)的海拔高度予以標(biāo)示。但由于飛機(jī)航拍的高度在現(xiàn)有的技術(shù)中并不能始終保持在預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)海拔高度上，有可能飛行中某段區(qū)域內(nèi)高于或低于預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)海拔高度，因此所測得的地面海拔高度也存在著一定的誤差，無法得到準(zhǔn)確的地面海拔高度數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在不要求準(zhǔn)確航拍高度的情況下，即可獲得目標(biāo)比例尺的影像圖的航拍測繪圖像校正方法為解決上述問題，本發(fā)明的一種航拍測繪圖像校正方法，包括以下步驟I)在被測區(qū)域內(nèi)設(shè)置至少兩個(gè)參照點(diǎn)，所述參照點(diǎn)位于對被測區(qū)域進(jìn)行航拍時(shí)起始端，并且所述參照點(diǎn)能夠同時(shí)被攝入航拍的第一張圖片內(nèi)；2)測量任意兩個(gè)參照點(diǎn)之間的水平距離；3)根據(jù)目標(biāo)比例尺以及步驟2)中測得的兩個(gè)參照點(diǎn)之間的水平距離，推算出在與 該目標(biāo)比例尺對應(yīng)的最終影像圖中兩個(gè)最終影像點(diǎn)之間的應(yīng)然距離，其中最終影像點(diǎn)為參照點(diǎn)在最終影像圖中所對應(yīng)的影像；4)對被測區(qū)域進(jìn)行航拍；5)測量步驟2)中的兩個(gè)參照點(diǎn)在第一張圖片內(nèi)的兩個(gè)原始影像點(diǎn)之間的實(shí)然距離；6)計(jì)算步驟3)中獲得的兩個(gè)最終影像點(diǎn)之間的應(yīng)然距離與步驟5)中獲得的兩個(gè)原始影像點(diǎn)之間的實(shí)然距離的比值，并根據(jù)該比值對第一張圖片進(jìn)行縮放，從而得到第一張圖片所拍攝區(qū)域的目標(biāo)比例影像圖；7)以步驟6)中得到的第一張圖片所拍攝區(qū)域的目標(biāo)比例影像圖作為基準(zhǔn)圖，對航拍所獲取的其他圖片進(jìn)行縮放拼接，從而得到最終影像圖。一種航拍測繪圖像校正方法，包括以下步驟I)在被測區(qū)域內(nèi)設(shè)置至少兩個(gè)參照點(diǎn)；2)測量任意兩個(gè)參照點(diǎn)之間的水平距離；3)根據(jù)目標(biāo)比例尺以及步驟2)中測得的兩個(gè)參照點(diǎn)之間的水平距離，推算出在與該目標(biāo)比例尺對應(yīng)的最終影像圖中兩個(gè)最終影像點(diǎn)之間的應(yīng)然距離，其中最終影像點(diǎn)為參照點(diǎn)在最終影像圖中所對應(yīng)的影像；4)對被測區(qū)域進(jìn)行航拍，并對航拍獲取的圖片進(jìn)行拼接，從而取得整體的該被測區(qū)域的原始影像圖，各參照點(diǎn)在該原始影像圖中的影像為原始影像點(diǎn)；5)測量步驟2)中的兩個(gè)參照點(diǎn)所對應(yīng)的兩個(gè)原始影像點(diǎn)之間的實(shí)然距離；6)計(jì)算步驟3)中獲得的兩個(gè)最終影像點(diǎn)之間的應(yīng)然距離與步驟5)中獲得的兩個(gè)原始影像點(diǎn)之間的實(shí)然距離的比值，并根據(jù)該比值對原始影像圖進(jìn)行縮放，從而得到最終影像圖。所述參照點(diǎn)為發(fā)光源。所述參照點(diǎn)設(shè)置有GPS定位裝置，從而能夠通過GPS定位裝置獲得的各參照點(diǎn)經(jīng)緯度信息，計(jì)算各參照點(diǎn)之間的水平距離。還包括對被測區(qū)域航拍測繪圖像海拔高度進(jìn)行校正的步驟，包括I)通過各個(gè)參照點(diǎn)設(shè)置的GPS定位裝置獲取相鄰的兩個(gè)參照點(diǎn)C、D以及C、D之間位于地面上的任一點(diǎn)E的海拔高度Xp x2、X3 ；
2)采集飛機(jī)飛行至步驟I)中所述兩個(gè)參照點(diǎn)C、D、E上空時(shí)所測得的飛機(jī)距地面的距離I^hyh3 ；3)根據(jù)步驟I)中獲得的兩個(gè)參照點(diǎn)C、D的海拔高度Xl、X2以及步驟2)中所測得的飛機(jī)距地面的距離4、h2，計(jì)算得出飛機(jī)飛至所述兩個(gè)參照點(diǎn)上空時(shí)的海拔高度yi、y2 ；4)測量兩個(gè)參照點(diǎn)C、D之間的距離S1以及參照點(diǎn)C至點(diǎn)E之間的距離S2 ；5)以yi為飛機(jī)航拍的基準(zhǔn)海拔高度，通過公式計(jì)算點(diǎn)飛機(jī)飛至點(diǎn)E上空時(shí)距地面的修正距離h3'，所述公式為
權(quán)利要求
1.一種航拍測繪圖像校正方法，包括以下步驟 1)在被測區(qū)域內(nèi)設(shè)置至少兩個(gè)參照點(diǎn)，所述參照點(diǎn)位于對被測區(qū)域進(jìn)行航拍時(shí)起始端，并且所述參照點(diǎn)能夠同時(shí)被攝入航拍的第一張圖片內(nèi)； 2)測量任意兩個(gè)參照點(diǎn)之間的水平距離； 3)根據(jù)目標(biāo)比例尺以及步驟2)中測得的兩個(gè)參照點(diǎn)之間的水平距離，推算出在與該目標(biāo)比例尺對應(yīng)的最終影像圖中兩個(gè)最終影像點(diǎn)之間的應(yīng)然距離，其中最終影像點(diǎn)為參照點(diǎn)在最終影像圖中所對應(yīng)的影像； 4)對被測區(qū)域進(jìn)行航拍； 5)測量步驟2)中的兩個(gè)參照點(diǎn)在第一張圖片內(nèi)的兩個(gè)原始影像點(diǎn)之間的實(shí)然距離； 6)計(jì)算步驟3)中獲得的兩個(gè)最終影像點(diǎn)之間的應(yīng)然距離與步驟5)中獲得的兩個(gè)原始影像點(diǎn)之間的實(shí)然距離的比值，并根據(jù)該比值對第一張圖片進(jìn)行縮放，從而得到第一張圖片所拍攝區(qū)域的目標(biāo)比例影像圖； 7)以步驟6)中得到的第一張圖片所拍攝區(qū)域的目標(biāo)比例影像圖作為基準(zhǔn)圖，對航拍所獲取的其他圖片進(jìn)行縮放拼接，從而得到最終影像圖。
2.一種航拍測繪圖像校正方法，包括以下步驟 1)在被測區(qū)域內(nèi)設(shè)置至少兩個(gè)參照點(diǎn)； 2)測量任意兩個(gè)參照點(diǎn)之間的水平距離； 3)根據(jù)目標(biāo)比例尺以及步驟2)中測得的兩個(gè)參照點(diǎn)之間的水平距離，推算出在與該目標(biāo)比例尺對應(yīng)的最終影像圖中兩個(gè)最終影像點(diǎn)之間的應(yīng)然距離，其中最終影像點(diǎn)為參照點(diǎn)在最終影像圖中所對應(yīng)的影像； 4)對被測區(qū)域進(jìn)行航拍，并對航拍獲取的圖片進(jìn)行拼接，從而取得整體的該被測區(qū)域的原始影像圖，各參照點(diǎn)在該原始影像圖中的影像為原始影像點(diǎn)； 5)測量步驟2)中的兩個(gè)參照點(diǎn)所對應(yīng)的兩個(gè)原始影像點(diǎn)之間的實(shí)然距離； 6)計(jì)算步驟3)中獲得的兩個(gè)最終影像點(diǎn)之間的應(yīng)然距離與步驟5)中獲得的兩個(gè)原始影像點(diǎn)之間的實(shí)然距離的比值，并根據(jù)該比值對原始影像圖進(jìn)行縮放，從而得到最終影像圖。
3.如權(quán)利要求I或2所述的航拍測繪圖像校正方法，其特征在于所述參照點(diǎn)為發(fā)光源。
4.如權(quán)利要求I或2所述的航拍測繪圖像校正方法，其特征在于所述參照點(diǎn)設(shè)置有GPS定位裝置，從而能夠通過GPS定位裝置獲得的各參照點(diǎn)經(jīng)緯度信息，計(jì)算各參照點(diǎn)之間的水平距離。
5.如權(quán)利要求4所述的航拍測繪圖像校正方法，其特征在于還包括對被測區(qū)域航拍測繪圖像海拔高度進(jìn)行校正的步驟，包括 1)通過各個(gè)參照點(diǎn)設(shè)置的GPS定位裝置獲取相鄰的兩個(gè)參照點(diǎn)C、D以及C、D之間位于地面上的任一點(diǎn)E的海拔高度Xp x2、X3 ； 2)采集飛機(jī)飛行至步驟I)中所述兩個(gè)參照點(diǎn)C、D、E上空時(shí)所測得的飛機(jī)距地面的距離 Vhyh3 ； 3)根據(jù)步驟I)中獲得的兩個(gè)參照點(diǎn)C、D的海拔高度xi、x2以及步驟2)中所測得的飛機(jī)距地面的距離4、h2，計(jì)算得出飛機(jī)飛至所述兩個(gè)參照點(diǎn)上空時(shí)的海拔高度yi、y2 ；4)測量兩個(gè)參照點(diǎn)C、D之間的距離S1以及參照點(diǎn)C至點(diǎn)E之間的距離s2 ； 5)以yl為飛機(jī)航拍的基準(zhǔn)海拔高度，通過公式計(jì)算點(diǎn)飛機(jī)飛至點(diǎn)E上空時(shí)距地面的修正距離h3'，所述公式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種航拍測繪圖像校正方法，首先在被測區(qū)域內(nèi)設(shè)置兩個(gè)參照點(diǎn)，并測得二者之間的水平距離；根據(jù)目標(biāo)比例尺以及測得的水平距離，推算出在與該目標(biāo)比例尺對應(yīng)的最終影像圖中兩個(gè)最終影像點(diǎn)之間的應(yīng)然距離；對被測區(qū)域進(jìn)行航拍，并對航拍獲取的圖片進(jìn)行拼接，從而取得整體的該被測區(qū)域的原始影像圖，并且測得兩個(gè)原始影像點(diǎn)之間的實(shí)然距離；計(jì)算應(yīng)然距離與實(shí)然距離的比值，并根據(jù)該比值對原始影像圖進(jìn)行縮放，從而得到最終影像圖。本發(fā)明在無需按照準(zhǔn)確航拍高度的情況下，即可獲得目標(biāo)比例尺的影像圖，降低了對飛機(jī)航拍高度的精度要求，使操作更加簡易。
文檔編號G01C11/08GK102706331SQ20121020818
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者林威 申請人:神翼航空器科技(天津)有限公司