基于倾斜摄影的地形图空间要素获取方法技术

本发明专利技术公开了基于倾斜摄影的地形图空间要素获取方法，涉及地理测绘技术领域，方法包括：获取倾斜摄影照片；对倾斜摄影照片进行空中三角测量计算，得到地图投影影像和点云数据；对地图投影影像进行地物平面提取得到线划要素，对点云数据进行处理，得到高程要素；对平面和高程要素进行编辑处理即可得到地形图。本发明专利技术融合倾斜摄影和空中三角测量技术，建立平面和高程分开作业的非立体观测地形图测绘方法，使新作业人员无需立体观测训练即可进行地形图生产，从而改变传统摄影测量立体观测或多影像观测的地形图测绘方法，满足地形图测绘的精度要求。精度要求。精度要求。

【技术实现步骤摘要】
基于倾斜摄影的地形图空间要素获取方法


[0001]本专利技术涉及地理测绘
，特别是涉及基于倾斜摄影的地形图空间要素(包括平面和高程要素)获取方法。

技术介绍

[0002]传统摄影测量立体观测的地形图测绘方法采用的是空中三角测量、立体像对建立、立体测图等作业流程，这种地形图生产模式在算法上已经相当成熟，是在立体模型上获取地形图的空间要素，全球已经使用了五六十年，目前仍然是各测绘单位地形图生产的主流方式。
[0003]现有技术中使用的测绘方法如图2所示，这种方法在生产实际中一直存在着两个无法逾越的问题：第一个问题是作业员必须进行立体观测，而立体观测能力往往需要培训八周才能达到生产作业要求；第二个问题是高程精度难以满足大比例尺地图生产规范要求，还需要进行大量的实地测量。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施提供了基于倾斜摄影的地形图空间要素获取的方法，可以解决现有技术中存在的问题。
[0005]本专利技术提供了基于倾斜摄影的地形图空间要素获取的方法，该方法包括以下步骤：
[0006]获取多角度的倾斜摄影照片；
[0007]对得到的倾斜摄影照片进行空中三角测量计算，得到倾斜摄影合成的地图投影影像和点云数据；
[0008]对倾斜摄影合成的地图投影影像进行地物平面处理得到平面要素，对点云数据进行处理得到高程要素。
[0009]优选的，采用倾斜摄影合成的单张地图投影影像矢量化跟踪观测技术进行非立体观测。
[0010]优选的，所述倾斜摄影照片利用摄影平台拍摄获得。
[0011]优选的，所述摄影平台采用倾斜摄影相机摄影。
[0012]本专利技术还提供了基于倾斜摄影的单影像非立体观测地形图测绘方法，对采用上述方法获得的平面和高程要素进行编辑处理，得到地形图；既改变了传统测绘工艺，具有创新性，又降低了作业门槛，具有实用性。
[0013]本专利技术的基于倾斜摄影的地形图空间要素获取的方法，其优点在于：
[0014]1、降低了操作员专业技能的门槛，避免了戴立体观测眼镜进行测图的方法，无需立体观测能力的训练；
[0015]2、减少了硬件配置，不再需要立体观测设备和手轮脚盘等专业配件，节约资金上万元；
[0016]3、提高了作业效率，不受小像幅的影响，操作方便，作业效率提高3倍；
[0017]4、保证了地形图精度，倾斜摄影的多基线交会和自动空中三角测量为地形图的精度尤其是高程精度提供了保障。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术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，下面描述中的附图仅仅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。
[0019]图1为本专利技术提供的地形图测绘方法流程图；
[0020]图2为现有技术中使用的地形图测绘方法的流程图；
[0021]图3为使用本专利技术的专利技术生成的某校园的地图投影影像；
[0022]图4为根据图3的地图投影影像和密集高程点得到的地形图。
具体实施方式
[0023]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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]参照图1，本专利技术提供了基于倾斜摄影的地形图空间要素获取方法，该方法包括以下步骤：
[0025]利用摄影平台拍摄多角度的倾斜摄影照片，所述摄影平台可以是无人机、载人飞机或者卫星等各种形式的平台，所述摄影平台采用倾斜摄影相机进行拍摄，倾斜摄影相机可以采用单镜头、双镜头、三镜头、四镜头、五镜头或九镜头等镜头形式；
[0026]对得到的倾斜摄影照片进行空中三角测量计算，得到高质量的地图投影影像和高精度的点云数据；
[0027]对地图投影影像进行单张影像非立体观测方法得到平面要素，对点云数据进行处理得到等高线和高程点等高程要素；
[0028]对平面要素和高程要素进行编辑处理即可得到地形图。
[0029]实例说明：
[0030]利用本方法在西安市某校园进行了试验，试验区地势平坦，道路将试验区分隔为东区和西区，地物基本为建筑物，东区以高层建筑为主，西区以多层建筑为主，面积共1平方千米。MD4
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1000无人机五镜头倾斜摄影，下视25mm定焦镜头一个，倾斜35mm定焦镜头四个，镜头焦距20mm，相对航高160m，南北向一个架次、东西向两个架次共三个架次飞行，740张像片，每张像片2000万像素，地面采样间隔0.09m，航向和旁向重叠度均为70％。
[0031]区域网控制点通过静态GPS测量，检查点通过RTK实测。12个控制点分布如图3中的白色三角区域所示。利用12个控制点并加入地形图测绘所必要的碎部点和检查点进行倾斜影像多视空中三角测量，自动生成的地图投影影像图如图3所示，在地图投影影像图的基础上平面要素，根据空中三角测量得到的高程信息得到等高线和高程点等高程要素，最后经
过编辑处理得到如图4所示的1:500地形图。
[0032]在对地形图的精度进行验证时，选取了98个明显地物点作为平面检查点，92个明显地物点作为高程检查点，对这些检查点利用GPS RTK进行实测，对误差进行统计，统计结果如表1所示，平面位置中误差为0.29m，高程中误差为0.14m，平面和高程精度均满足GB/T15967
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2008地形图航空摄影测量数字化测图规范1:500地形图精度要求。
[0033]表1误差统计结果
[0034][0035]尽管已描述了本专利技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本专利技术范围的所有变更和修改。
[0036]显然，本领域的技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本专利技术也意图包含这些改动和变型在内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于倾斜摄影的地形图空间要素获取方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取多角度的倾斜摄影照片；对得到的倾斜摄影照片进行空中三角测量计算，得到倾斜摄影合成的地图投影影像和点云数据；对倾斜摄影合成的地图投影影像进行地物平面矢量化处理，得到平面图要素，对点云数据进行处理，得到高程要素。2.如权利要求1所述的基于倾斜摄影的地形图...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢元礼，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：