一种野外地物的照片采集装置及信息测算方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种野外地物的照片采集装置及信息测算方法，上述照片采集装置包括：运动相机、云台和移动载体。所述运动相机借藉所述云台固定在所述移动载体上，所述移动载体在行驶过程中，所述运动相机定时拍摄清晰可量测的地物照片，得到连续的、带有地理坐标的地物照片集。本发明专利技术的照片采集装置便携、组装方便，可以稳定持续地拍摄清晰、可量测的照片，解决了高速运动状态下拍摄照片模糊的问题，可应用于大区域遥感野外调查。

A Photo Acquisition Device and Information Measuring Method for Field Objects

【技术实现步骤摘要】
一种野外地物的照片采集装置及信息测算方法
本专利技术属于遥感分类
，具体涉及一种野外地物的照片采集装置及信息测算方法。
技术介绍
土地利用/土地覆被变化是全球变化与可持续发展研究的基础性问题之一。在国家和区域尺度上，遥感监测技术因其宏观、实时、快速、动态等特点成为唯一有效的获取大范围土地利用/覆被信息的技术手段。遥感监测的一个重要环节就是对已获得的土地利用/土地覆被产品精度进行验证，而验证数据的主要来源就是通过遥感野外实地调查，其中所拍摄到的实地地物照片是进行遥感地物解译以及土地利用/土地覆被验证的重要信息。目前满足遥感野外土地利用/土地覆被验证数据调查工作，可以实现追踪记录、拍摄样点照片的硬件或者智能手机应用软件层出不穷，比较典型的有OSMTracker，户外助手，ODKCollect，OpenForisCollectMobile，GlobalCroplands，便携设备GVG农情采样系统等。这些基于智能手机的软件可以记录拍照时照片的时间和坐标信息。但是所拍摄的照片大多是在静止状态，或者缓慢行驶状态下，得到的实地野外地物照片数量非常有限。超过一定的速度后，由于相机硬件芯片性能的限制，拍摄的照片会呈现模糊不清的状态。比如，当车速超过40km/h时，便携设备GVG农情采样系统拍摄的照片就会模糊不清。另外，虽然谷歌，百度等公司提供了街景，能不到实地，就可以得到研究区域道路两边的地物照片。但谷歌街景或百度街景等，一方面大范围的街景信息更新较慢，有时间延后性，另一方面部分偏僻或偏远地区缺乏街景信息，这对实时判读遥感信息的准确度会有影响。同时，不管是用于野外土地利用/土地覆被验证工作的OSMTracker等工具，还是谷歌街景等，都还不能对地物照片进行高度、宽度信息的量测，而该地物的高度和宽度信息是土地利用/土地覆被分类和验证工作中的重要信息之一。
技术实现思路
鉴于上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种野外地物的照片采集装置及信息测算方法。利用汽车等移动载体，搭载运动相机，在行驶状态下可以实现定时不间断的拍摄道路两侧野外地物的照片，结合运动相机的视场角及其高度信息，得到沿道路分布的带有经纬度坐标、观测高度、观测方位角和观测天顶角等属性的高质量清晰的野外地物照片。该照片集经整理分类后，可应用于遥感土地覆被信息的解译及验证。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，提供了一种野外地物的照片采集装置，包括：运动相机、云台和移动载体，运动相机借藉云台固定在移动载体上，移动载体在行驶过程中，运动相机定时拍摄清晰可量测的地物照片，得到连续的、带有地理坐标的地物照片集。在本专利技术的某些实施例中，移动载体为汽车，运动相机为至少两台，运动相机固定在汽车车窗玻璃的内侧面，并且每两台运动相机的拍摄视角不同。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种野外地物的信息测算方法，包括以下步骤：组装上述的照片采集装置，测量运动相机距离地面的高度h；根据预设参数，在移动载体的移动过程中，运动相机对地物进行拍照；计算地物的高度H；计算地物的宽度W；对获得的照片进行整理分类，信息汇总。在本专利技术的某些实施例中，计算地物的高度H时，计算公式如下：其中，a是照片的高度，A是实际拍摄的幅高，b是照片上地物被拍摄部分的高度，s是运动相机与地物的距离，θ是运动相机的垂直视场角。在本专利技术的某些实施例中，计算地物的宽度W时，计算公式如下：其中，c是照片的宽度，w是照片上地物的宽度，s是运动相机与地物的距离，σ是运动相机的水平视场角。在本专利技术的某些实施例中，利用GoogleEarth上对应时间的高分辨率遥感影像，测量路边地物距移动载体所在的车道的长度，得到运动相机与地物的距离s。从上述技术方案可以看出，本专利技术野外地物的照片采集装置及信息测算方法至少具有以下有益效果：本专利技术将汽车等移动载体、云台、运动相机重新组合，使得采集装置便携、组装简单，不仅可以连续、定时、动态采集道路两侧的地物照片，还可以满足在高速行驶状态下拍摄清晰可量测的地物照片的需求，从而可以得到针对研究区域的、连续的、带有地理坐标的野外地物照片集。对获取的照片集进行整理分类后，更好地应用于地物识别、土地利用/土地覆被解译及验证工作中。附图说明图1为本专利技术实施例涉及的照片采集装置的示意图。图2为本专利技术实施例测量地物高度的示意图。图3为本专利技术实施例测量地物宽度的示意图。【主要元件】1-运动相机；2-汽车。具体实施方式针对遥感野外土地利用/土地覆被验证调查，特别是大区域的野外调查，为了获取更多野外地物清晰且可量测的照片，需要在行车途中采用一种可快速稳定采集野外地物清晰可量测照片的方法，更好地满足土地利用/土地覆被分类和验证的需求。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。在本专利技术的实施例中，提供了一种野外地物的照片采集装置。如图1所示，本专利技术野外地物的照片采集装置包括：运动相机1、云台和移动载体，运动相机1借藉云台固定在移动载体上，移动载体载着运动相机1在行驶过程中，运动相机1定时拍摄清晰可量测的地物照片，得到连续的、带有地理坐标的地物照片集。在本专利技术中，选择使用运动相机1，相比于航天或者航空相机，运动相机1更便携，而且价格低廉。另一方面，在快速移动状态下，运动相机1拍摄照片清晰，可定时自动拍摄，自带GPS传感器等，例如GoProHERO7Black等。此处的清晰，是指能够识别照片上的地物，满足进行地物识别、土地利用/土地覆被解译及验证工作的需要。运动相机1可以采用多台，将其固定在移动载体的不同位置，使得多台运动相机1面向不同视角，这样可以同时拍摄不同视角下的地物，提高照片采集效率。移动载体可以是汽车2，利用云台将运动相机1固定在汽车2上，保证运动相机1不会因为汽车颠簸等各种原因发生抖动现象，影响拍摄照片的质量。优选的方案是将运动相机1固定在汽车2内两侧的车窗玻璃上，车窗玻璃是干净明亮的，不影响运动相机1透过车窗玻璃拍摄出清晰的地物照片。这样，汽车2在道路上行驶过程中，不同的运动相机1可以同时拍摄道路两侧的地物，提高了照片采集效率。当然，多台运动相机1也可以固定在前窗玻璃或者后窗玻璃上，根据研究区域自由选择运动相机1的拍摄视角。以上是对野外地物的照片采集装置各个组件的详细说明。下面对野外地物的信息测算方法进行解释说明。首先，选择使用运动相机1，如图1所示，利用云台将运动相机1固定在汽车2内两侧玻璃上，同时，测量运动相机1距离地面的高度h。其次，根据预设参数，在汽车2行驶过程中，运动相机1对地物进行拍照。根据行驶路线的路况、车速设置以及拍摄时间间隔等参数，预设参数如下表：其次，计算地物的高度H，如图2所示，其中，a表示照片的高度，A是实际拍摄的幅高，b是照片上地物被拍摄部分的高度，B是实际地物被拍摄部分的高度，h是运动相机1的高度，H是地物的实际高度，s是运动相机1与地物的距离。其中h，s和θ是已知变量，h可在运动相机1固定好之后，测量运动相机1距离地面的高度，利用GoogleEarth上对应时间的高分辨率遥感影像，测量路边地物距汽车2所行驶的车道的长度，可得到s，垂直视场角θ可依据所使用的运动相机1得到相应的信息，例如当G本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种野外地物的照片采集装置，其特征在于，包括：运动相机、云台和移动载体，所述运动相机借藉所述云台固定在所述移动载体上，所述移动载体在行驶过程中，所述运动相机定时拍摄清晰可量测的地物照片，得到连续的、带有地理坐标的地物照片集。

【技术特征摘要】
1.一种野外地物的照片采集装置，其特征在于，包括：运动相机、云台和移动载体，所述运动相机借藉所述云台固定在所述移动载体上，所述移动载体在行驶过程中，所述运动相机定时拍摄清晰可量测的地物照片，得到连续的、带有地理坐标的地物照片集。2.根据权利要求1所述的照片采集装置，其特征在于，所述移动载体为汽车，所述运动相机为至少两台，所述运动相机固定在汽车车窗玻璃的内侧面，并且每两台运动相机的拍摄视角不同。3.一种野外地物的信息测算方法，其特征在于，包括以下步骤：组装权利要求1或2所述的照片采集装置，测量所述运动相机距离地面的高度h；根据预设参数，在所述移动载体的移动过程中，所述运动相机对地物进行拍照；计算地物的高度H；计算地物的宽度W...

【专利技术属性】
技术研发人员：付东杰，王雪鸽，苏奋振，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，南京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11