一種手機(jī)/平板控制ccd地形圖攝影補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪及外業(yè)調(diào)繪的技術(shù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種舊地形圖的補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪外業(yè)調(diào)繪的技術(shù)，特別是一種利用手機(jī)/平 板控制CCD攝影測(cè)量對(duì)舊地形圖進(jìn)行補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪以及現(xiàn)場(chǎng)外業(yè)調(diào)繪，完成新地形圖測(cè)繪的技 術(shù)方法。 二、 技術(shù)背景
[0002] 在地形圖測(cè)繪中，現(xiàn)階段主要采用傳統(tǒng)的測(cè)繪儀器測(cè)量和無人機(jī)航拍攝影測(cè)量的 方式，但在實(shí)際測(cè)量和地形圖測(cè)繪過程中，這些方式都存在著或多或少的不足和局限性，為 地形圖測(cè)繪工作帶來了很大的麻煩與不便：
[0003] ①無論利用傳統(tǒng)的測(cè)繪儀器還是無人機(jī)航拍進(jìn)行大范圍的地形圖測(cè)繪工作，涉及 范圍較大，都會(huì)動(dòng)用大量的人力物力，花費(fèi)較高。
[0004] ②針對(duì)無人機(jī)航拍測(cè)繪地形圖，雖說效率較高，但實(shí)施技術(shù)要求較高，且無人機(jī)在 城市飛行受到各種各樣的限制，對(duì)地形圖測(cè)繪帶來不便。
[0005] ③若是對(duì)待測(cè)區(qū)域進(jìn)行全部測(cè)繪工作，好多區(qū)域的測(cè)繪流程和結(jié)果都是重復(fù)的， 消耗多余的時(shí)間，效率低下。
[0006] 因此，無論采用傳統(tǒng)的測(cè)繪儀器還是無人機(jī)航拍攝影進(jìn)行地形圖測(cè)繪，都存在著 一定的不足和局限性，很難實(shí)現(xiàn)快速、高效地完成待測(cè)區(qū)域的地形圖測(cè)繪工作。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)地形圖測(cè)繪任務(wù)，為了克服傳統(tǒng)測(cè)繪方式的復(fù)雜性和無人機(jī)航空拍攝的局限 性，能夠在最少的消耗下，快速、高效地完成地形圖的測(cè)繪工作，本發(fā)明的目的就是提供一 種利用手機(jī)/平板控制CCD攝影測(cè)量對(duì)舊地形圖進(jìn)行補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪及外業(yè)調(diào)繪的技術(shù)方法。
[0008] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0009] 根據(jù)某一區(qū)域原有的地形圖，將地形圖電子版導(dǎo)入到南方CASS成圖軟件中，展開 地形圖；然后利用CASS軟件中的"影像"功能，確定原地形圖中相關(guān)特征點(diǎn)的實(shí)際物方坐標(biāo) (X1, Y1, Z1);隨后，根據(jù)不同地形條件選擇單片攝影或像對(duì)攝影，利用手機(jī)/平板控制CCD 對(duì)待測(cè)區(qū)域進(jìn)行拍攝，其中，CCD鏡頭為定焦，且儀器架需嚴(yán)格整平，獲取到新增、拆除以及 漏測(cè)地形的地物信息；最后，根據(jù)攝影測(cè)量原理，配合待測(cè)區(qū)域原有地形圖的位置及坐標(biāo)信 息，利用共線方程，得到其他新測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，進(jìn)而完成對(duì)原有地形圖的補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪。
[0010] 對(duì)于地形復(fù)雜和地物雜亂的待測(cè)區(qū)域，利用手機(jī)/平板控制CCD完成攝影后，可現(xiàn) 場(chǎng)對(duì)實(shí)地特征進(jìn)行注記說明，完成實(shí)時(shí)外業(yè)調(diào)繪工作。
[0011] 本項(xiàng)發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0012] ①相比傳統(tǒng)的地形圖測(cè)繪方式，利用手機(jī)/平板控制CCD對(duì)待測(cè)區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)測(cè)補(bǔ) 繪的方式，實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，大大地解放了人力物力，減少了開支；
[0013] ②利用手機(jī)/平板控制CCD進(jìn)行地形圖攝影補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪的技術(shù)手段，對(duì)測(cè)量環(huán)境要 求較低，能夠很好地解決無人機(jī)航拍的各種飛行限制問題；
[0014] ③利用手機(jī)/平板控制CCD對(duì)地形圖進(jìn)行補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪，能夠充分利用之前已有的數(shù) 據(jù)信息，極大地節(jié)省資源，節(jié)約時(shí)間，大大地提高了地形圖測(cè)繪的效率；
[0015] ④利用手機(jī)/平板在攝影現(xiàn)場(chǎng)對(duì)有標(biāo)志性的地形和地物進(jìn)行注記說明，方便了內(nèi) 業(yè)的成圖處理和最后出圖。 四、
【附圖說明】：
[0016] 下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017] 圖1為手機(jī)/平板控制C⑶地形圖單片攝影補(bǔ)測(cè)原理示意圖，其中，S為C⑶攝影 中心點(diǎn)，A表示已有房子，B表示剛拆除的房子，C表示原有樹木，D表示新栽樹木，E表示新 安的路燈。
[0018] 圖2為手機(jī)/平板控制C⑶地形圖像對(duì)攝影補(bǔ)測(cè)原理示意圖，其中，Sp S2表示兩 攝站點(diǎn)，B表示基線長(zhǎng)，F(xiàn)1表示原先已有的房子，F(xiàn) 2表示新建的房子。 五、
【具體實(shí)施方式】：
[0019] 利用手機(jī)/平板控制C⑶攝影進(jìn)行地形圖的補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪及外業(yè)調(diào)繪的技術(shù)方法，無 論在理論上還是實(shí)踐上，無論在效率上還是測(cè)繪結(jié)果上，都有了較大的改進(jìn)和創(chuàng)新，提供了 一種高效、快速補(bǔ)繪測(cè)繪地形圖的方法和思路，具體是：
[0020] 1)首先要確定待測(cè)區(qū)域位置，根據(jù)待測(cè)區(qū)域原有的地形圖，將地形圖電子版導(dǎo)入 到南方CASS成圖軟件中，展開地形圖；然后利用CASS軟件中的"影像"功能，選擇并確定原 地形圖中相關(guān)特征點(diǎn)的實(shí)際物方坐標(biāo)（X1, Y1, Z1)，做好相關(guān)記錄；
[0021] 2)在待測(cè)區(qū)域附近的合適位置安置儀器，經(jīng)過粗平和精平，嚴(yán)格整平儀器架子，利 用手機(jī)/平板控制CCD對(duì)待測(cè)區(qū)域的特征地物進(jìn)行攝影測(cè)量，其中，CCD鏡頭為定焦，以獲 取到新增、拆除以及漏測(cè)地形的地物信息；
[0022] 3)如圖1所示，針對(duì)地形平坦地區(qū)，利用數(shù)學(xué)模型① 其中，（X 1, Y1, Z1) 為實(shí)際地物特征點(diǎn)的物方坐標(biāo)，（U1, V1)對(duì)應(yīng)地物特征點(diǎn)的像方坐標(biāo)，f為焦距，配合原有地 形圖的坐標(biāo)信息，利用2個(gè)以上已知的特征點(diǎn)，聯(lián)立4個(gè)方程式，確定出共線方程的表達(dá)式 的表達(dá)參數(shù)；最后，通過分析單片攝影，配合CASS成圖軟件中的原有地形圖信息，將發(fā)生變 化的地物位置及坐標(biāo)信息利用確定出的共線方程，得到任意特征點(diǎn)的實(shí)際物方坐標(biāo)值，完 成對(duì)原有地形圖的補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪；
[0023] 4)如圖2所示，針對(duì)地形較為復(fù)雜的任意地形地區(qū)，首先在待測(cè)區(qū)選定兩個(gè)已知 觀測(cè)點(diǎn)Sp S2，分別對(duì)待測(cè)目標(biāo)物進(jìn)行攝影，得到待測(cè)目標(biāo)物的立體像對(duì)；然后，對(duì)立體像對(duì) 進(jìn)行分析，利用數(shù)學(xué)模型0：
配合原圖中3個(gè)以上已知的特征點(diǎn)信息，解算出共線 方程的未知參數(shù)值，通過共線方程求得待求點(diǎn)的實(shí)際物方坐標(biāo)；
[0024] 5)對(duì)于地形復(fù)雜、地物雜亂分布的待測(cè)區(qū)域，在用手機(jī)/平板控制CCD在對(duì)待測(cè)區(qū) 域完成攝影之后，結(jié)合實(shí)地觀察，利用手機(jī)/平板對(duì)有標(biāo)志性的地形和地物，如道路、大樓、 河流以及陡坎等等，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注記，在手機(jī)/平板上完成實(shí)時(shí)外業(yè)調(diào)繪。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種手機(jī)/平板控制CCD地形圖攝影補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪及外業(yè)調(diào)繪的技術(shù)方法，其特征是： 根據(jù)某一區(qū)域原有的地形圖，將地形圖電子版導(dǎo)入到南方CASS成圖軟件中，展開地形圖； 然后利用CASS軟件中的"影像"功能，確定原地形圖中相關(guān)特征點(diǎn)的實(shí)際物方坐標(biāo)（X 1, Y1, Z1);隨后，利用手機(jī)/平板控制CCD對(duì)待測(cè)區(qū)域進(jìn)行任意攝影測(cè)量，其中，CCD鏡頭為定焦， 且儀器架需嚴(yán)格整平，獲取到新增、拆除以及漏測(cè)地形的地物信息；最后，根據(jù)攝影測(cè)量原 理，利用拍攝的像片，配合原有地形圖上待測(cè)區(qū)域的位置及坐標(biāo)信息，得到其他新測(cè)點(diǎn)的坐 標(biāo)信息，進(jìn)而完成對(duì)原有地形圖的補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪。2. 依據(jù)權(quán)利要求1 一種手機(jī)/平板控制CCD地形圖攝影補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪及外業(yè)調(diào)繪的技術(shù) 方法，其特征是：針對(duì)平坦地形，首先，在觀測(cè)點(diǎn)嚴(yán)格整平儀器，假定觀測(cè)點(diǎn)物方坐標(biāo)為（0， 〇,〇)，并對(duì)待測(cè)目標(biāo)物進(jìn)行單片攝影；然后，利用數(shù)學(xué)模型為 實(shí)際地物特征點(diǎn)的物方坐標(biāo)，（UyVi)對(duì)應(yīng)地物特征點(diǎn)的像方坐標(biāo)，f為焦距，配合原有地形 圖的坐標(biāo)信息，利用2個(gè)以上已知特征點(diǎn)，聯(lián)立至少4個(gè)方程式，確定出共線方程的表達(dá)式； 最后，通過攝影像片，配合CASS成圖軟件中的原有地形圖信息，將發(fā)生變化的地物位置及 坐標(biāo)信息利用確定出的共線方程，得到任意特征點(diǎn)的實(shí)際物方坐標(biāo)值，完成對(duì)原有地形圖 的補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪。3. 依據(jù)權(quán)利要求1 一種手機(jī)/平板控制CCD地形圖攝影補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪及外業(yè)調(diào)繪的技 術(shù)方法，其特征是：針對(duì)任意復(fù)雜地形，首先，選定兩個(gè)已知觀測(cè)點(diǎn)S 2，分別對(duì)待測(cè)目 標(biāo)物進(jìn)行攝影，得到待測(cè)目標(biāo)物的立體像對(duì)；然后，對(duì)立體像對(duì)進(jìn)行分析，利用數(shù)學(xué)模型配合原圖中3個(gè)以上已知的特征點(diǎn)信息，解算出共線方程的未知參數(shù)值，通過 共線方程求得待求點(diǎn)的實(shí)際物方坐標(biāo)。4. 依據(jù)權(quán)利要求1 一種手機(jī)/平板控制CCD地形圖攝影補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪及外業(yè)調(diào)繪的技術(shù)方 法，其特征是：對(duì)于地形復(fù)雜、地物雜亂分布的待測(cè)區(qū)域，首先用手機(jī)/平板控制CCD在對(duì)待 測(cè)區(qū)域完成攝影；然后，根據(jù)攝影像片對(duì)待測(cè)區(qū)域進(jìn)行辨識(shí)，明確待測(cè)區(qū)域的地形和地物位 置；最后，結(jié)合實(shí)地觀察，利用手機(jī)/平板對(duì)有標(biāo)志性的地形和地物，如道路、大樓、河流以 及陡坎等等，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注記，在手機(jī)/平板上完成實(shí)時(shí)外業(yè)調(diào)繪。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種手機(jī)/平板控制CCD地形圖補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪及外業(yè)調(diào)繪的技術(shù)方法。該發(fā)明是根據(jù)某一區(qū)域原有的地形圖，將地形圖電子版導(dǎo)入到南方CASS成圖軟件中，展開地形圖；然后利用CASS軟件中的“影像”功能，確定原地形圖中相關(guān)特征點(diǎn)的實(shí)際物方坐標(biāo)(Xi，Yi，Zi)；根據(jù)不同地形復(fù)雜程度，選擇相應(yīng)的單片攝影或像對(duì)立體攝影，利用手機(jī)/平板控制CCD對(duì)待測(cè)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量；根據(jù)攝影測(cè)量原理，配合待測(cè)區(qū)域原有地形圖的位置及坐標(biāo)信息，利用共線方程，得到其他新測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，進(jìn)而完成對(duì)原有地形圖的補(bǔ)測(cè)補(bǔ)繪；對(duì)于有標(biāo)志性的地形和地物，可現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行注記說明，完成地形圖測(cè)繪及外業(yè)調(diào)繪工作。
【IPC分類】G01C11/00
【公開號(hào)】CN105180903
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510602571
【發(fā)明人】馮仲科, 劉金成, 邱梓軒
【申請(qǐng)人】北京林業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日