一种真正射影像的生成方法技术

本发明专利技术公开了一种真正射影像的生成方法，包括以下步骤：一、获取被测量区域的原始测量数据；二、遮蔽检测，过程如下：201、遮蔽检测范围确定；202、遮蔽检测：对当前所检测纠正图像上的所有待检测点分别进行遮蔽检测；对任一个待检测点遮蔽检测时，过程如下：自适应搜索路径方位确定、自适应搜索路径长度确定、自适应搜索路径上检查点数量及各检查点位置确定和遮蔽判断；三、影像纠正：根据步骤二中的遮蔽检测结果对当前所检测纠正图像进行纠正。本发明专利技术方法步骤简单、设计合理且生产效率高、使用效果好，能解决现有真正射影像制作方法存在的效率低、实用性差等问题，以解决在制作真正射影像中的精度和速度问题，提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括以下步骤：一、获取被测量区域的原始测量数据；二、遮蔽检测，过程如下：201、遮蔽检测范围确定；202、遮蔽检测：对当前所检测纠正图像上的所有待检测点分别进行遮蔽检测；对任一个待检测点遮蔽检测时，过程如下：自适应搜索路径方位确定、自适应搜索路径长度确定、自适应搜索路径上检查点数量及各检查点位置确定和遮蔽判断；三、影像纠正：根据步骤二中的遮蔽检测结果对当前所检测纠正图像进行纠正。本专利技术方法步骤简单、设计合理且生产效率高、使用效果好，能解决现有真正射影像制作方法存在的效率低、实用性差等问题，以解决在制作真正射影像中的精度和速度问题，提高生产效率。【专利说明】
本专利技术属于航空摄影测量
，具体涉及。
技术介绍
真正射影像制作是同时消除地形和地面三维目标投影变形的正射影像处理流程。传统的正射影像利用定向后的影像和数字高程模型DEM通过数字微分纠正技术获取，并未考虑人工建筑物等空间目标，从而导致其偏离真正的位置并遮挡其他地物目标。大比例尺城市地区正射影像中，建筑物倾斜、遮挡问题更为严重，如将GIS矢量地图叠加到正射影像上，会表现出道路矢量线横穿建筑物以及建筑物矢量轮廓无法与其自身叠合等问题，严重时将会导致其失去地理参考价值，不足以作为底图使用。 随着摄影测量系统成像技术的不断提高以及我国城市化进程的高速发展，城区建筑物、道路桥梁日益复杂，传统的正射影像已经不能满足应用的需求，因此真正射影像这种高级的正射影像产品得到了越来越多的重视，它很好地解决了正射影像中建筑物倾斜、遮挡等问题，不仅具有地形图的特点，而且包含了丰富的纹理信息。近年来，国外的一些学者对真正射影像进行了较为广泛而深入的研究，出现了一些令人鼓舞的科研成果。我国在2006年的《中国测绘学科发展蓝皮书》中才提到“真正射影像”的概念，这种全新的测绘产品才开始引起普遍的关注。因此，研究真正射影像的制作以满足经济社会快速发展的需要对我国具有重要的现实意义。 从国内外的研究成果上看，真正射影像制作主要利用数字建筑物模型DBM或数字表面模型DSM。真正射影像与正射影像最显著的差异在于纠正的同时分析地物的可见性，也称为遮蔽区域检测，检测遮蔽的能力是真正射影像生成算法的主要技术差别，国内外的研究人员也都将此作为重点议题讨论，遮蔽检测结果的好坏直接影响真正射影像的视觉效果。根据成像时投影射线的几何关系进行的遮蔽检测是理论上最严密的方法，典型的方法有比较重叠像点对应地物点到摄影中心距离的Z-buffer方法；检测扫描方向上投影射线与天底方向夹角变化趋势的基于角度的检测方法；检测扫描方向上是否有采样点高于投影射线的基于高程的检测方法。其中，Z-buffer方法在计算过程中需存储投影中心到目标点距离和与DSM具有同样分辨率和大小的二进制索引图两个主要的矩阵，运算效率低、占用的内存空间大，且对DSM分辨率敏感，存在伪遮蔽与伪可见问题，对于狭窄的垂直结构存在M-port1n问题。基于角度的检测方法可以有效地避免伪遮蔽和伪可见问题，但是扫描全部DSM复杂费时，重复访问现象不可避免，计算量大，效率低。而基于高程的检测方法不受影像分辨率的影响，基于共线方程理论严密精度较高，效率比基于角度的检测方法高，但是从总体上来看计算量还是比较大。另外，还有学者提出了基于矢量多边形的检测方法，该方法考虑了影像像素的投影变形，避免分辨率差异和地形坡度引起的伪遮蔽和伪可见，但是栅格矢量化工作量大，前向投影迭代计算耗时。因而，上述真正射影像制作方法均不同程度地存在效率低、实用性差等缺陷，不能有效解决真正射影像制作过程中存在的制作精度和速度问题，生产效率较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供，其方法步骤简单、设计合理且生产效率高、使用效果好，能有效解决现有真正射影像制作方法存在的效率低、实用性差等问题。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:，其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤一、获取被测量区域的原始测量数据:对被测量区域进行航空摄影测量，摄取被测量区域的航空摄影图像，并获得被测量区域的原始测量数据；所述原始测量数据为DSM测量数据或DBM测量数据，所述DSM测量数据为数字表面模型的测量数据，所述DBM测量数据为数字建筑物模型的测量数据； 步骤二、遮蔽检测:根据步骤一中所述原始测量数据，先采用数据处理器获取步骤一中所述航空摄影图像的纠正图像，所述纠正图像为根据当前所处理航空摄影图像在地面上的投影范围和需生成真正射影像的地面分辨率进行划分所形成的格网图像，所述格网图像的大小与需生成真正射影像的大小相同且所述格网图像上的各格网点分别与所述真正射影像上的各像素点一一对应，所述真正射影像为对所述航空摄影图像进行数字微分纠正和重采样后获得的影像；之后，再对所述纠正图像进行遮蔽检测，过程如下: 步骤201、遮蔽检测范围确定:先根据当前所处理航空摄影图像的外方位元素和内方位元素，计算得出当前所处理航空摄影图像的四个角点的地面坐标；之后，根据计算得出的四个角点的地面坐标，确定当前所检测纠正图像的遮蔽检测范围； 当前所处理航空摄影图像的四个角点分别为点A、点B、点C和点D,点A、点B、点C和点D的地面坐标分别为(X1, Y1) > (X2, Y2)、(X3, Y3)和(X4，Y4);并且，根据公式 【权利要求】1.，其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤一、获取被测量区域的原始测量数据:对被测量区域进行航空摄影测量，摄取被测量区域的航空摄影图像，并获得被测量区域的原始测量数据；所述原始测量数据为DSM测量数据或DBM测量数据，所述DSM测量数据为数字表面模型的测量数据，所述DBM测量数据为数字建筑物模型的测量数据； 步骤二、遮蔽检测:根据步骤一中所述原始测量数据，先采用数据处理器获取步骤一中所述航空摄影图像的纠正图像，所述纠正图像为根据当前所处理航空摄影图像在地面上的投影范围和需生成真正射影像的地面分辨率进行划分所形成的格网图像，所述格网图像的大小与需生成真正射影像的大小相同且所述格网图像上的各格网点分别与所述真正射影像上的各像素点一一对应，所述真正射影像为对所述航空摄影图像进行数字微分纠正和重采样后获得的影像；之后，再对所述纠正图像进行遮蔽检测，过程如下: 步骤201、遮蔽检测范围确定:先根据当前所处理航空摄影图像的外方位元素和内方位元素，计算得出当前所处理航空摄影图像的四个角点的地面坐标；之后，根据计算得出的四个角点的地面坐标，确定当前所检测纠正图像的遮蔽检测范围； 当前所处理航空摄影图像的四个角点分别为点A、点B、点C和点D,点A、点B、点C和点D的地面坐标分别为(X1, Y1) > (X2, Y2) > (X3, Y3)和(X4，Y4);并且，根据公式(1)计算得出四个角点的地面坐标；公式 (I)中，i为正整数且i = 1、2、3、4 ;(XS，Ys, Zs)为当前所处理航空摄影图像的所述外方位元素中的摄影中心点坐标，f为所述内方位元素中的一个参数且其为步骤一中对被测量区域进行航空摄影测量时所用航摄仪的焦距；(Xi，yi)为当前所处理航空摄影图像上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真正射影像的生成方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、获取被测量区域的原始测量数据：对被测量区域进行航空摄影测量，摄取被测量区域的航空摄影图像，并获得被测量区域的原始测量数据；所述原始测量数据为DSM测量数据或DBM测量数据，所述DSM测量数据为数字表面模型的测量数据，所述DBM测量数据为数字建筑物模型的测量数据；步骤二、遮蔽检测：根据步骤一中所述原始测量数据，先采用数据处理器获取步骤一中所述航空摄影图像的纠正图像，所述纠正图像为根据当前所处理航空摄影图像在地面上的投影范围和需生成真正射影像的地面分辨率进行划分所形成的格网图像，所述格网图像的大小与需生成真正射影像的大小相同且所述格网图像上的各格网点分别与所述真正射影像上的各像素点一一对应，所述真正射影像为对所述航空摄影图像进行数字微分纠正和重采样后获得的影像；之后，再对所述纠正图像进行遮蔽检测，过程如下：步骤201、遮蔽检测范围确定：先根据当前所处理航空摄影图像的外方位元素和内方位元素，计算得出当前所处理航空摄影图像的四个角点的地面坐标；之后，根据计算得出的四个角点的地面坐标，确定当前所检测纠正图像的遮蔽检测范围；当前所处理航空摄影图像的四个角点分别为点A、点B、点C和点D，点A、点B、点C和点D的地面坐标分别为(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)和(X4，Y4)；并且，根据公式Xi=Xs+(Z-Zs)a1×xi+a2×yi-a3×fc1×xi+c2×yi-c3×fYi=Ys+(Z-Zs)b1×xi+b2×yi-b3×fc1×xi+c2×yi-c3×f---(1),]]>计算得出四个角点的地面坐标；公式(1)中，i为正整数且i＝1、2、3、4；(XS，YS，ZS)为当前所处理航空摄影图像的所述外方位元素中的摄影中心点坐标，f为所述内方位元素中的一个参数且其为步骤一中对被测量区域进行航空摄影测量时所用航摄仪的焦距；(xi,yi)为当前所处理航空摄影图像上四个角点的二维平面坐标；Z为被测量区域的地面平均高度；计算得出当前所处理航空摄影图像上四个角点的地面坐标后，根据公式m=Xmax-Xmingridsizen=Ymax-Ymingridsize---(9),]]>计算出所述纠正图像的大小；公式(9)中gridsize为预先设定的所述真正射影像的地面分辨率，所述真正射影像的大小为m×n个像素点，所述纠正图像上包括m×n个格网点；其中，m和n分别为所述纠正图像中格网点的列数和行数；所述遮蔽检测范围的横坐标为Xmin～Xmax且其纵坐标为Ymin～Ymax，其中Xmin和Xmax分别为四个角点的地面坐标中横坐标的最小值和最大值，Ymin和Ymax分别为四个角点的地面坐标中纵坐标的最小值和最大值；当前所检测纠正图像的旋转矩阵R=a1a2a3b1b2b3c1c2c3;]]>步骤202、遮蔽检测：先将当前所检测纠正图像划分为多个遮蔽检测面元，每个所述检测面元中均包括n1×n1个格网点，其中n1为正整数，且n1×n1＝1×1～5×5；将当前所检测纠正图像上的各检测面元均作为一个待检测点分别进行遮蔽检测，并且各待检测点的遮蔽检测方法均相同；其中，对当前所检测纠正图像上的任一个待检测点进行遮蔽检测时，过程如下：步骤2021、自适应搜索路径方位确定：根据公式α=arctg(Ys-YpXs-Xp)Xs-Xp>0α=π+arctg(Ys-YpXs-Xp)Xs-Xp<0---(2),]]>对当前检测点的自适应搜索路径的方位进行确定；其中，当前检测点为当前状态下进行遮蔽检测的待检测点；公式(2)中，α为当前检测点相对于投影中心的方位角，所述投影中心为所述航空摄影图像的摄影中心点在地面上的投影点；当n1＝1时，(Xp,Yp)为当前检测点的二维平面坐标；当n1＝2～5时，(Xp,Yp)为当前检测点中所包括n1个格网点的平均二维平面坐标；所述自适应搜索路径为对当前检测点进行遮蔽检测时所采用的搜索路径；步骤2022、自适应搜索路径长度确定：先根据公式ΔD=(Xp-Xs)2+(Yp-Ys)2---(3),]]>计算得出当前检测点到投影中心的水平距离ΔD；再根据公式计算得出当前检测点的自适应搜索路径的长度l；公式(4)中，l为当前检测点到投影中心的搜索长度，Hmax为当前所检测纠正图像上所有格网点的高程最大值；步骤2023、自适应搜索路径上检查点数量及各检查点位置确定：根据公式对自适应搜索路径上的检查点数量Q进行确定；公式(5)中，GSD为自适应搜索路径上检查点的间距且GSD＝K1×Fb1，其中K1＝1～5，F...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敏，郭永春，梁菲，姚春雨，左涛，
申请(专利权)人：西安煤航信息产业有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61