一种便携式地形摄影测量系统及其测量方法技术方案

本发明专利技术涉及地形测量技术领域，提供一种便携式地形摄影测量系统及其测量方法，其地形摄影测量系统包括便携支架、摄像模块和手持终端；便携支架包括交叉连接的竖直支架和悬持支架；悬持支架远离竖直支架的一端安装摄像模块，摄像模块的镜头朝下布置，摄像模块通讯连接手持终端；本发明专利技术所示的地形摄影测量系统结构简单、成本低廉，相对于人工手持相机拍摄而言，拍摄范围得到大大的提高，可通过手持终端操控摄像模块，十分便捷地获取大量的低空正视地形图像，从而拍摄效率也得到有效保证，并可拍摄出具有较高重叠率的待测地形图像，便于在后续图像处理中获取待测地形的厘米级精细DEM。

A portable topographic photogrammetry system and its measurement method

The invention relates to the technical field of topographic survey, providing a portable topographic photogrammetry system and a measurement method thereof, wherein the topographic photogrammetry system comprises a portable support, an image capturing module and a hand-held terminal; the portable support comprises a cross connected vertical support and a suspension support; an image capturing module is installed at one end of the suspension support which is far away from the vertical support, and the lens of the image capturing module is arranged downward to take pictures The image module is connected with a hand-held terminal for communication; the terrain photogrammetry system shown in the invention has simple structure and low cost, and the photographing range is greatly improved compared with the manual hand-held camera. The camera module can be controlled by the hand-held terminal, and a large number of low altitude elevation elevation terrain images can be easily obtained, thus the photographing efficiency is effectively guaranteed, and the photographing system has the advantages of It is convenient to obtain cm level fine DEM of the terrain to be measured in the following image processing for the terrain to be measured image with high overlapping rate.

【技术实现步骤摘要】
一种便携式地形摄影测量系统及其测量方法
本专利技术涉及地形测量
，尤其涉及一种便携式地形摄影测量系统及其测量方法。
技术介绍
地形的快速精细化动态监测对认识流域地貌变化过程及原因具有重要意义。摄影测量技术通过对多幅摄影影像相互重叠的部分进行交互编译，最终获得地形的数字高程模型(DEM，DigitalElevationModel)，通过地形DEM可了解地貌形态的空间分布特征。基于同一表面的地面或空中图像建模是摄影测量学的重要方向，其中，半自动化结构的多视图立体工作流逐渐发展并被集成于摄影测量软件中，如Agisoft开发的Photoscan软件。鉴于其低成本和灵活的性质，该方法越来越多地被应用于精细地形获取方面的研究。目前，基于摄影测量获取精细地形的方法主要包括采用无人机结合的空中图像建模方法与基于手持相机拍摄图像的地面图像建模方法。对于无人机测量方法，首先，由于无人机成本较高，采用无人机在低空(2-3m)正射拍摄地形图像，存在经济成本较高的问题；其次，在空中难以确保无人机拍摄镜头的稳定性，因而，目前无人机主要应用于大范围的较高精度的地形特征获取，较难获取近地表厘米级精细地形特征。然而，对于手持相机拍摄图像的地面图像建模方法，由于拍摄人员的身高限制，无法获取较大范围的正射图像，并且还存在拍摄效率不高的问题。由此可见，当前在获取低空正视地形图像时，存在拍摄成本高或拍摄范围受限及拍摄效率不高的问题，并且难以通过所拍摄的图像进一步获取待测地形的厘米级精细DEM，这是当前应急需解决的技术问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的之一是提供一种便携式地形摄影测量系统，用以解决当前在获取低空正视地形图像时，存在拍摄成本高或拍摄范围受限及拍摄效率不高的问题。本专利技术的目的之二是提供一种基于上述便携式地形摄影测量系统的测量方法，以拍摄出具有较高重叠率的待测地形图像，并便于在后续图像处理中获取待测地形的厘米级精细DEM。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术在一方面提供了一种便携式地形摄影测量系统，包括便携支架、摄像模块和手持终端；所述便携支架包括交叉连接的竖直支架和悬持支架；其中，所述悬持支架远离所述竖直支架的一端安装所述摄像模块，所述摄像模块的镜头朝下布置，所述摄像模块通讯连接所述手持终端。优选的，本专利技术中所述摄像模块通讯连接第一无线传输模块，所述手持终端通讯连接第二无线传输模块，所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块通过无线通讯连接。优选的，本专利技术中所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块为相同类型的模块，包括WIFI模块、蓝牙模块、zigbee模块、3G模块、4G模块当中的任意一种。优选的，本专利技术中所述第一无线传输模块集成在所述摄像模块上，所述第二无线传输模块集成在所述手持终端上；所述摄像模块为定焦相机，所述手持终端为触摸屏控制器或平板电脑。优选的，本专利技术中所述悬持支架呈水平布置，所述悬持支架的一端垂直连接所述竖直支架的上端，所述悬持支架的另一端安装所述摄像模块；所述摄像模块的镜头所在的光轴呈竖直布置。优选的，本专利技术中所述竖直支架的下端连接平衡支架；所述平衡支架上朝向所述摄像模块的一侧面安装有双肩背带；所述平衡支架的重心与所述悬持支架的重心相对位于所述竖直支架的两侧边。优选的，本专利技术中所述竖直支架与所述悬持支架均为可调节支架，由至少两根铝合金管依次通过丝扣依次连接而成；还包括倾斜支架，所述倾斜支架的一端连接竖直支架，另一端连接所述悬持支架。优选的，本专利技术中所述平衡支架包括由铝合金管焊接而成的五面锥体结构，所述平衡支架的底面呈梯形，所述平衡支架朝向所述摄像模块的一侧面呈三角形，并与所述竖直支架共面。优选的，本专利技术中所述平衡支架与所述竖直支架的总高度为2～3m，所述悬持支架的长度为1～2m。优选的，本专利技术在另一方面还提供了基于上述便携式地形摄影测量系统的测量方法，包括：S1，在待测地形周围布设至少三个标靶，测量每个标靶的绝对位置；S2，观察手持终端中所显示的预拍摄图像，在确定图像显示为待测地形后，控制摄像模块进行拍摄；S3，移动拍摄位置，对待测地形进行多次拍摄，确保每张图像包含至少三个标靶，且任意两张拍摄的图像重叠率至少达到70％；S4，将拍摄的图像转换成点云数据，并生成待测地形的DEM。(三)技术效果本专利技术提供的便携式地形摄影测量系统，在便于人体手持或携带的便携支架上安装摄像模块，由于摄像模块安装在悬持支架上，且镜头朝下布置，则在进行地形拍摄时，可自动人为调节摄像模块的拍摄高度，并对人体前侧的地形进行正视拍摄，拍摄得到的图片同步传输至手持终端，以便操作人员进行观测，并且操作人员也可通过手持终端实现对摄像模块的拍摄控制。由此，本专利技术结构简单、成本低廉，相对于人工手持相机拍摄而言，拍摄范围得到大大的提高，可通过手持终端操控摄像模块，十分便捷地获取大量的低空正视地形图像，从而拍摄效率也得到有效保证。本专利技术提供的基于上述便携式地形摄影测量系统的测量方法，通过在观测到待测地形后再进行拍摄，且对待测地形进行多次拍摄，确保任意两张拍摄的图像重叠率至少达到70％，这有利于拍摄出具有较高重叠率的待测地形图像，并便于在后续图像处理中获取待测地形的厘米级精细DEM。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所示的便携式地形摄影测量系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例所示的摄像模块与手持终端相互通讯的结构框图；图3为本专利技术实施例所示的基于便携式地形摄影测量系统的测量方法的流程图。图中：1-摄像模块，2-手持终端，3-竖直支架，4-悬持支架，5-第一无线传输模块，6-第二无线传输模块，7-平衡支架，8-双肩背带，9-倾斜支架。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。参见图1，本实施例提供了一种便携式地形摄影测量系统，包括便携支架、摄像模块1和手持终端2；便携支架包括交叉连接的竖直支架3和悬持支架4；悬持支架4远离竖直支架3的一端安装摄像模块1，摄像模块1的镜头朝下布置，摄像模块1通讯连接手持终端2。其中，摄像模块1采用本领域所公知的内置摄像头的模块，摄像模块1拍摄到的照片可通过有线或无线传输的方式通讯连接手持终端2，以便操作人员进行观测，并且操作人员也可通过手持终端2实现对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式地形摄影测量系统，其特征在于，包括便携支架、摄像模块和手持终端；所述便携支架包括交叉连接的竖直支架和悬持支架；其中，所述悬持支架远离所述竖直支架的一端安装所述摄像模块，所述摄像模块的镜头朝下布置，所述摄像模块通讯连接所述手持终端。

【技术特征摘要】
1.一种便携式地形摄影测量系统，其特征在于，包括便携支架、摄像模块和手持终端；所述便携支架包括交叉连接的竖直支架和悬持支架；其中，所述悬持支架远离所述竖直支架的一端安装所述摄像模块，所述摄像模块的镜头朝下布置，所述摄像模块通讯连接所述手持终端。2.根据权利要求1所述的便携式地形摄影测量系统，其特征在于，所述摄像模块通讯连接第一无线传输模块，所述手持终端通讯连接第二无线传输模块，所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块通过无线通讯连接。3.根据权利要求2所述的便携式地形摄影测量系统，其特征在于，所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块为相同类型的模块，包括WIFI模块、蓝牙模块、zigbee模块、3G模块、4G模块当中的任意一种。4.根据权利要求2所述的便携式地形摄影测量系统，其特征在于，所述第一无线传输模块集成在所述摄像模块上，所述第二无线传输模块集成在所述手持终端上；所述摄像模块为定焦相机，所述手持终端为触摸屏控制器或平板电脑。5.根据权利要求1所述的便携式地形摄影测量系统，其特征在于，所述悬持支架呈水平布置，所述悬持支架的一端垂直连接所述竖直支架的上端，所述悬持支架的另一端安装所述摄像模块；所述摄像模块的镜头所在的光轴呈竖直布置。6.根据权利要求5所述的便携式地形摄影测量系统，其特征在于，所述竖直支架...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐锡蒙，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11