一种低空无人机航测数据的线划地形图制作方法技术

本发明专利技术公开了一种低空无人机航测数据的线划地形图制作方法，该方法利用无人机的数码航摄相机获取低空航空影像数据，按照数字摄影测量方法进行空三加密处理，基于加密成果制作数字高程模型，并输出高精度影像定向文件；基于空三成果要素生成大场景数据，最后通过连续、无缝三维立体模型产品实现对线划地物的采集。相比于传统航测制图方法，本发明专利技术方法突破了单像对立体模型范围的限制，利用高精度、多尺度、连续无缝真三维立体模型实现了对无人机航测数据线划地形图的高效采集。

【技术实现步骤摘要】
一种低空无人机航测数据的线划地形图制作方法
本专利技术属于摄影测量与遥感
，涉及一种低空无人机航测数据的线划地形图制作方法。
技术介绍
数字摄影测量技术是目前制作线划地形图的主要途径，主要利用高分辨率卫星影像数据，航摄影像数据或激光点云数据来生产各种比例尺的线划地形图。基于航摄影像数据的数字摄影测量技术在完成数据获取及空三加密等基础流程后，传统采集方法多使用JX4或Mapmatrix等数字摄影测量工作站，通过加密后定向文件恢复单立体像对的方式来制作线划地形图，此方法对于大画幅的航摄数码影像较为便利，但针对低空无人机航摄数据所搭载的小画幅影像却带来了诸多不便。低空无人机系统高机动性、高分辨率、高集成度和低成本的特点已广泛应用于各种大比例尺线划地形图制作中，但获取数据姿态差、画幅小等诸多因素一定程度上制约了线划地形图的制作效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种低空无人机航测数据的线划地形图制作方法，解决现有技术中的问题。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种低空无人机航测数据的线划地形图制作方法，利用无人机的数码航摄相机获取低空航空影像数据，按照数字摄影测量方法进行空三加密处理，基于加密成果制作数字高程模型，并输出高精度影像定向文件；基于空三成果要素生成大场景数据，最后通过连续、无缝三维立体模型产品实现对线划地物的采集。进一步的，具体包括如下步骤：S1,数据的预处理；S2,航片数据的空三加密处理，输出加密后的精确影像外方位元素文件，并根据加密成果生产数字高程模型要素；S3,大场景模型的生产，基于相机文件，精确影像外方位元素文件，数字高程模型数据在大场景生产系统中生成模型产品；S4,利用大场景浏览系统与绘图系统互连，实现线划地物信息的采集。进一步的，步骤S1具体包括：S1a,对数码影像数据格式的转换，把数码航摄相机自有的影像格式转换为TIFF影像格式；S1b,影像的调色处理，对所有影像进行调色处理，以保证影像反差适中，层次丰富，并可一步进行匀色处理；S1c,对影像POS的数据的解算，获取影像摄影时刻的外方位元素信息，为空三加密提供初始定向数据。进一步的，步骤S2具体包括：S2a,利用基础影像数据、初始影像外方位元素文件及像控成果，在数字摄影测量工作站中进行空三加密；S2b,输出加密后的精确影像外方位元素文件；S2c,在数字摄影测量工作站上生产并编辑数字高程模型成果。进一步的，步骤S3具体包括：S3a,在大场景生产系统中新建模型生产工程；根据大场景数据生产基本要素设置，依次导入相机文件，加密后的影像外方位元素文件，数字高程模型数据，经畸变差纠正后的影像数据；S3b,基于以上数据进行航片的单片纠正；S3c,基于纠正后的正射单片进行影像的镶嵌，生成镶嵌拼接线并进行镶嵌拼接线的编辑；S3e,基于以上文件最终生成大场景模型产品。进一步的，步骤S4具体包括：S4a,在大场景浏览系统中打开大场景模型数据；S4b,打开绘图系统，与大场景生产系统实现互联；S4c,根据线划地形图基础要素编码要求，在三维立体环境内通过包括三维鼠标或手轮、脚盘采集方式实现线划地形、地物信息的采集。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术方法大场景立体模型产品突破了传统航片数据单个像对立体范围的限制，形成了连续无缝的真三维立体模型，同时保留了高精度的空三加密数学精度信息，可进行多尺度动态连续信息提取。2、本专利技术方法系统独立，数据结构简单，可与手轮、脚盘或三维鼠标接入，采集过程与传统方法类似，技术人员易于掌握。3、本专利技术方法针对低空摄影测量小画幅数码相机数据的线划地形图采集能极大地提高工作效率，避免因像对范围小，姿态差而引起立体范围不全、采集困难、效率低的困境。附图说明图1是本专利技术方法的总流程图。图2是本专利技术方法的具体步骤流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附和实施例对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术探讨了一种低空无人机航测数据的线划地形图制作方法。该技术突破了传统数字摄影测量中单像对立体模型的范围限制，利用制作的高精度、多尺度、连续无缝真三维立体模型实现对线划地形图的高效采集。本专利技术方法数据结构简单，易于上手，数据采集过程和传统方式相似，能有效提高小画幅无人机航摄影像数据采集效率。本专利技术的基本思路是：利用获取的低空无人机航空影像数据，按照常规数字摄影测量方法进行空三加密等处理，基于加密成果制作数字高程模型，并输出高精度影像定向文件；基于空三成果要素在大场景生产系统中生成大场景数据，再依托大场景浏览系统通过连续无缝的三维立体模型产品实现对线划地物的采集。参见图1和图2，本专利技术的具体步骤具体如下：S1,数据的预处理，包括影像数据格式转换、调色、匀色等处理。具体的：S1a,对数码影像数据格式的转换，主要是把数码航摄相机自有的影像格式转换为TIFF通用影像格式。S1b,影像的匀色、调色处理，因航摄影像受获取时间、外部光照、地面景观特征等其它内外部因素的影响，影像色彩、明亮度等会有一定的差异，为保证大场景模型显示效果，需对所有影像进行调色、匀色处理，以保证影像反差适中，层次丰富，色调均一。S1c,对影像POS的数据的解算，利用GNSS地面基站数据或精密星历数据解算获取影像数据摄影时刻的外方位元素信息，为空三加密提供初始定向数据。S2,航片数据的空三加密处理，输出加密后的精确影像外方位元素文件，并根据加密成果生产数字高程模型要素。具体的：S2a,利用基础影像数据、初始影像外方位元素文件及像控成果，在数字摄影测量工作站中进行空三加密；因低空无人机航摄数据影像姿态差，像幅小等原因，需使用低空无人机航摄专用空三加密方法进行，所用数码相机也需有精确的相机畸变参数。S2b,输出加密后的精确影像外方位元素文件和相机文件，并转换为ISAT空三加密文件格式，影像需输出经畸变差纠正后的数据。S2c,在数字摄影测量工作站上生产数字高程模型成果，并对数字高程模型进行编辑，输出格式为ASCII的数字高程模型产品。数字高程模型对大场景模型精度的影响首先表现为对模型精度的影响，另一方面表现为对影像视觉效果的影像。根据大场景模型坐标量算的原理，模型采取粗略的像元采样精度对产品的精度影响较小，根据实际生产经验，构造大场景模型产品的数字高程模型分辨率用影像分辨率的50倍为宜。另外，为保证大场景的立体视觉效果，在建筑物区域，需保证地面点的高程精度，避免地面点处于构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低空无人机航测数据的线划地形图制作方法，其特征在于，利用无人机的数码航摄相机获取低空航空影像数据，按照数字摄影测量方法进行空三加密处理，基于加密成果制作数字高程模型，并输出高精度影像定向文件；基于空三成果要素生成大场景数据，最后通过连续、无缝三维立体模型产品实现对线划地物的采集。/n

【技术特征摘要】
1.一种低空无人机航测数据的线划地形图制作方法，其特征在于，利用无人机的数码航摄相机获取低空航空影像数据，按照数字摄影测量方法进行空三加密处理，基于加密成果制作数字高程模型，并输出高精度影像定向文件；基于空三成果要素生成大场景数据，最后通过连续、无缝三维立体模型产品实现对线划地物的采集。


2.根据权利要求1所述低空无人机航测数据的线划地形图制作方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1,数据的预处理；
S2,航片数据的空三加密处理，输出加密后的精确影像外方位元素文件，并根据加密成果生产数字高程模型要素；
S3,大场景模型的生产，基于相机文件，精确影像外方位元素文件，数字高程模型数据在大场景生产系统中生成模型产品；
S4,利用大场景浏览系统与绘图系统互连，实现线划地物信息的采集。


3.根据权利要求2所述低空无人机航测数据的线划地形图制作方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
S1a,对数码影像数据格式的转换，把数码航摄相机自有的影像格式转换为TIFF影像格式；
S1b,影像的调色处理，对所有影像进行调色处理，以保证影像反差适中，层次丰富，并可一步进行匀色处理；
S1c,对影像POS的数据的解算，获取影像摄影时刻的外方位元素信息，为空三加密提供初始定向数据。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚林，王玮，梁晨，张占忠，武瑞宏，何金学，李丹，何小飞，亢邈迒，王海英，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61