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以及載人機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)被普遍運用于各個領(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、電視、電影、城市安防巡視，通常要求清晰穩(wěn)定的實時視頻圖像，而且拍攝時需要定點拍攝，因此使用直升機航拍較為適宜；對于土地監(jiān)測、森林防火、電力巡線等，也是要求清晰穩(wěn)定的實時視頻圖像，由于巡邏的范圍比較大，因此，使用固定翼無人機效率會高一些，需定點監(jiān)測時，一般使用盤巡實現(xiàn)監(jiān)測。 對于測繪、交通勘測設(shè)計、水利勘測設(shè)計、小城鎮(zhèn)規(guī)劃設(shè)計等，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，目前還是以無人機為主，以載人機為輔，其中無人機包括固定翼無人機和無人直升機。該領(lǐng)域采用的固定翼無人機具有平飛速度快、效率高的特點，并且機身小巧、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；直升機可以垂直起降，能夠進行空中懸停、側(cè)飛、后退飛等動作，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，進而更能保證測繪的精確性。在無人機或者載人機上安裝數(shù)碼相機飛行，通過保證重疊率的航拍和簡單的軟件拼圖，獲得一個區(qū)域大致地貌的影像圖，方便快捷。同時，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)值僅為實例，不代表二者之間絕對對應(yīng)的唯一值)。然而，在實際拍攝過程中，飛機航拍的高度在現(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，飛機航拍的高度會較高，而較高的航拍高度則意味著所拍攝圖像的精度會有所下降，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，在無人機或者載人機上同時安裝激光測距儀，在航拍的過程中同時測量無人機或者載人機距地面的距離，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，則能夠根據(jù)激光測距儀所測得的距離，計算得出地面的海拔高度。例如，飛機航拍基準(zhǔn)海拔高度為2000米，激光測距儀測得飛機距地面的距離為1150米，則能夠得出地面上該點的海拔高度為850米，進而在測繪地圖中能夠?qū)⒃擖c的海拔高度予以標(biāo)示。但由于飛機航拍的高度在現(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)置至少兩個參照點，所述參照點位于對被測區(qū)域進行航拍時起始端，并且所述參照點能夠同時被攝入航拍的第一張圖片內(nèi)；2)測量任意兩個參照點之間的水平距離；3)根據(jù)目標(biāo)比例尺以及步驟2)中測得的兩個參照點之間的水平距離，推算出在與 該目標(biāo)比例尺對應(yīng)的最終影像圖中兩個最終影像點之間的應(yīng)然距離，其中最終影像點為參照點在最終影像圖中所對應(yīng)的影像；4)對被測區(qū)域進行航拍；5)測量步驟2)中的兩個參照點在第一張圖片內(nèi)的兩個原始影像點之間的實然距離；6)計算步驟3)中獲得的兩個最終影像點之間的應(yīng)然距離與步驟5)中獲得的兩個原始影像點之間的實然距離的比值，并根據(jù)該比值對第一張圖片進行縮放，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)置至少兩個參照點；2)測量任意兩個參照點之間的水平距離；3)根據(jù)目標(biāo)比例尺以及步驟2)中測得的兩個參照點之間的水平距離，推算出在與該目標(biāo)比例尺對應(yīng)的最終影像圖中兩個最終影像點之間的應(yīng)然距離，其中最終影像點為參照點在最終影像圖中所對應(yīng)的影像；4)對被測區(qū)域進行航拍，并對航拍獲取的圖片進行拼接，從而取得整體的該被測區(qū)域的原始影像圖，各參照點在該原始影像圖中的影像為原始影像點；5)測量步驟2)中的兩個參照點所對應(yīng)的兩個原始影像點之間的實然距離；6)計算步驟3)中獲得的兩個最終影像點之間的應(yīng)然距離與步驟5)中獲得的兩個原始影像點之間的實然距離的比值，并根據(jù)該比值對原始影像圖進行縮放，從而得到最終影像圖。所述參照點為發(fā)光源。所述參照點設(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經(jīng)緯度信息，計算各參照點之間的水平距離。還包括對被測區(qū)域航拍測繪圖像海拔高度進行校正的步驟，包括I)通過各個參照點設(shè)置的GPS定位裝置獲取相鄰的兩個參照點C、D以及C、D之間位于地面上的任一點E的海拔高度Xp x2、X3 ；
2)采集飛機飛行至步驟I)中所述兩個參照點C、D、E上空時所測得的飛機距地面的距離I^hyh3 ；3)根據(jù)步驟I)中獲得的兩個參照點C、D的海拔高度Xl、X2以及步驟2)中所測得的飛機距地面的距離4、h2，計算得出飛機飛至所述兩個參照點上空時的海拔高度yi、y2 ；4)測量兩個參照點C、D之間的距離S1以及參照點C至點E之間的距離S2 ；5)以yi為飛機航拍的基準(zhǔn)海拔高度，通過公式計算點飛機飛至點E上空時距地面的修正距離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)置至少兩個參照點，所述參照點位于對被測區(qū)域進行航拍時起始端，并且所述參照點能夠同時被攝入航拍的第一張圖片內(nèi)； 2)測量任意兩個參照點之間的水平距離； 3)根據(jù)目標(biāo)比例尺以及步驟2)中測得的兩個參照點之間的水平距離，推算出在與該目標(biāo)比例尺對應(yīng)的最終影像圖中兩個最終影像點之間的應(yīng)然距離，其中最終影像點為參照點在最終影像圖中所對應(yīng)的影像； 4)對被測區(qū)域進行航拍； 5)測量步驟2)中的兩個參照點在第一張圖片內(nèi)的兩個原始影像點之間的實然距離； 6)計算步驟3)中獲得的兩個最終影像點之間的應(yīng)然距離與步驟5)中獲得的兩個原始影像點之間的實然距離的比值，并根據(jù)該比值對第一張圖片進行縮放，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)置至少兩個參照點； 2)測量任意兩個參照點之間的水平距離； 3)根據(jù)目標(biāo)比例尺以及步驟2)中測得的兩個參照點之間的水平距離，推算出在與該目標(biāo)比例尺對應(yīng)的最終影像圖中兩個最終影像點之間的應(yīng)然距離，其中最終影像點為參照點在最終影像圖中所對應(yīng)的影像； 4)對被測區(qū)域進行航拍，并對航拍獲取的圖片進行拼接，從而取得整體的該被測區(qū)域的原始影像圖，各參照點在該原始影像圖中的影像為原始影像點； 5)測量步驟2)中的兩個參照點所對應(yīng)的兩個原始影像點之間的實然距離； 6)計算步驟3)中獲得的兩個最終影像點之間的應(yīng)然距離與步驟5)中獲得的兩個原始影像點之間的實然距離的比值，并根據(jù)該比值對原始影像圖進行縮放，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經(jīng)緯度信息，計算各參照點之間的水平距離。
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行校正的步驟，包括 1)通過各個參照點設(shè)置的GPS定位裝置獲取相鄰的兩個參照點C、D以及C、D之間位于地面上的任一點E的海拔高度Xp x2、X3 ； 2)采集飛機飛行至步驟I)中所述兩個參照點C、D、E上空時所測得的飛機距地面的距離 Vhyh3 ； 3)根據(jù)步驟I)中獲得的兩個參照點C、D的海拔高度xi、x2以及步驟2)中所測得的飛機距地面的距離4、h2，計算得出飛機飛至所述兩個參照點上空時的海拔高度yi、y2 ；4)測量兩個參照點C、D之間的距離S1以及參照點C至點E之間的距離s2 ； 5)以yl為飛機航拍的基準(zhǔn)海拔高度，通過公式計算點飛機飛至點E上空時距地面的修正距離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)置兩個參照點，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最終影像點之間的應(yīng)然距離；對被測區(qū)域進行航拍，并對航拍獲取的圖片進行拼接，從而取得整體的該被測區(qū)域的原始影像圖，并且測得兩個原始影像點之間的實然距離；計算應(yīng)然距離與實然距離的比值，并根據(jù)該比值對原始影像圖進行縮放，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