一種航空攝影外業(yè)的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空攝影測量領(lǐng)域，特別是涉及一種航空攝影外業(yè)的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)面陣相機(jī)航空攝影航線及曝光點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，一般以該攝區(qū)內(nèi)若干具有代表性的地面高點(diǎn)平均高程和地面低點(diǎn)平均高程之和的二分之一作為基準(zhǔn)面高程，或人工估算輸入此地的基準(zhǔn)面高程;基于此基準(zhǔn)面，根據(jù)測區(qū)所需的地面分辨率，相機(jī)的焦距和CCD(電荷耦合元件，Charge-coupled Device)像元大小、CCD面陣尺寸，旁向和航向重疊度，確定航線相對(duì)航高及絕對(duì)航高、航向間距和旁向間距;基于固定的旁向間距進(jìn)行航線設(shè)計(jì)，基于固定的航向間距進(jìn)行曝光點(diǎn)位置生成，而后對(duì)測區(qū)內(nèi)高點(diǎn)處的航向及旁向重疊度人工進(jìn)行核算和驗(yàn)證，當(dāng)此地面高點(diǎn)的旁向重疊度不滿足要求時(shí)，在此兩條航線之間添加一條航線；當(dāng)曝光點(diǎn)間航向重疊度不滿足要求時(shí)，在兩曝光點(diǎn)之間人工插入曝光點(diǎn)；從而使整個(gè)測區(qū)內(nèi)設(shè)計(jì)的曝光點(diǎn)的航向及旁向重疊度滿足規(guī)范要求。
[0003]對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的上述方法，其存在如下缺點(diǎn):1.設(shè)計(jì)效率低。傳統(tǒng)的航線及曝光點(diǎn)設(shè)計(jì)模式，需要人工干預(yù)，手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)效率低，工作量大。2.曝光點(diǎn)間的重疊度不均勻，設(shè)計(jì)精度差。傳統(tǒng)的航線及曝光點(diǎn)基于固定航向間距和旁向間距自動(dòng)生成后，而后靠手動(dòng)進(jìn)行添加輔助航線和額外的曝光點(diǎn)，此種設(shè)計(jì)在地形起伏較大時(shí)，設(shè)計(jì)的重疊度不均勻，而手工調(diào)整的精度較差。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)中航空攝影方法都需要人工干預(yù)，設(shè)計(jì)效率較低，設(shè)計(jì)精度差，沒有一種能夠自動(dòng)調(diào)整航空攝影航線及曝光點(diǎn)設(shè)計(jì)的航空攝影方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種航空攝影外業(yè)的方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)航空攝影計(jì)劃設(shè)計(jì)效率較低，設(shè)計(jì)精度差，沒有一種能夠自動(dòng)調(diào)整航空攝影航線及曝光點(diǎn)設(shè)計(jì)的航空攝影外業(yè)設(shè)計(jì)的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明提供一種航空攝影外業(yè)的方法，包括:確定測區(qū)范圍，獲取待測區(qū)域的DEM(數(shù)字高程模型)數(shù)據(jù);基于航線設(shè)計(jì)方向，獲取初始航線與所述測區(qū)的交點(diǎn)，以確定該航線的起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo);將所述起點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置為航線上起始曝光點(diǎn)，根據(jù)所述DEM數(shù)據(jù)和預(yù)估的下一個(gè)曝光點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算兩曝光點(diǎn)處航片的實(shí)際航向重疊度，根據(jù)重疊度要求通過反復(fù)迭代移動(dòng)預(yù)估的曝光點(diǎn)，使重疊度滿足設(shè)計(jì)要求，依次計(jì)算所述航線上各曝光點(diǎn)的坐標(biāo)，直到當(dāng)前計(jì)算的曝光點(diǎn)坐標(biāo)大于該航線終點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，停止曝光點(diǎn)的計(jì)算，并確定所述當(dāng)前計(jì)算的曝光點(diǎn)為該航線上的最后一個(gè)曝光點(diǎn)；以所述初始航線及所述DEM數(shù)據(jù)計(jì)算的旁向重疊度作為約束依次敷設(shè)航線，直到敷設(shè)的當(dāng)前航線的旁向方向坐標(biāo)值不位于測區(qū)旁向方向最大和最小坐標(biāo)值之間時(shí)，停止航線敷設(shè)，并確定所述當(dāng)前航線為所述測區(qū)內(nèi)的最后一條航線;根據(jù)確定的所有航線和每條航線上的各個(gè)曝光點(diǎn)進(jìn)行航空攝影外業(yè)。
[0007]進(jìn)一步，獲取初始航線方向與所述測區(qū)的交點(diǎn)，以確定該航線的起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo)之前，還包括:根據(jù)航線敷設(shè)方向進(jìn)行坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，以使得旋轉(zhuǎn)后坐標(biāo)系的X軸平行于敷設(shè)的航線;確定航線方向?yàn)樽鴺?biāo)系的X軸，以及確定航線的旁向方向?yàn)樽鴺?biāo)系的Y軸。
[0008]進(jìn)一步，根據(jù)確定的所有航線和每條航線上的各個(gè)曝光點(diǎn)進(jìn)行航空攝影外業(yè)之前，還包括:通過旋轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行坐標(biāo)系反變換，重新確定新的航線及曝光點(diǎn)坐標(biāo)，以將航線曝光點(diǎn)坐標(biāo)變換為地圖投影坐標(biāo)系下坐標(biāo)。
[0009]進(jìn)一步，將所述起點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置為航線上起始曝光點(diǎn)，根據(jù)所述DEM數(shù)據(jù)和預(yù)估的下一個(gè)曝光點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算兩曝光點(diǎn)處航片的實(shí)際航向重疊度，根據(jù)重疊度要求通過反復(fù)迭代移動(dòng)預(yù)估的曝光點(diǎn)，使重疊度滿足設(shè)計(jì)要求，依次計(jì)算所述航線上各曝光點(diǎn)的坐標(biāo)，直到當(dāng)前計(jì)算的曝光點(diǎn)坐標(biāo)大于該航線終點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，停止曝光點(diǎn)的計(jì)算，并確定所述當(dāng)前計(jì)算的曝光點(diǎn)為該航線上的最后一個(gè)曝光點(diǎn)，包括:
[0010]根據(jù)航線的所述起點(diǎn)坐標(biāo)確定第一個(gè)曝光點(diǎn)，并基于預(yù)設(shè)參考基準(zhǔn)面確定下一個(gè)曝光點(diǎn)作為第二個(gè)曝光點(diǎn);基于共線方程數(shù)學(xué)模型求解所述第一個(gè)曝光點(diǎn)和第二個(gè)曝光點(diǎn)的地面覆蓋范圍，以確定覆蓋范圍交集間最窄處的長度Lx-MIN，并將所述覆蓋范圍交集中地形最高點(diǎn)作為當(dāng)前新的基準(zhǔn)面高度;將所述長度Lx-M1WP所述當(dāng)前新的參考基準(zhǔn)面下的航向幅寬Lx相除，以Lx-min/Lx確定為最小航向重疊度Px-MIN;確定所述最小航向重疊度Px-MIN與預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)重疊度Px的重疊度差值，并判斷所述重疊度差值絕對(duì)值和預(yù)設(shè)重疊度閾值大小關(guān)系;在所述重疊度差值絕對(duì)值大于所述預(yù)設(shè)重疊度閾值時(shí)，將(Px-min-Px-plan)*Lx作為X方向位置調(diào)整量，以對(duì)當(dāng)前曝光點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)整，并再次計(jì)算重疊度差值，與上述預(yù)設(shè)重疊度閾值比較大小關(guān)系；在所述重疊度差值小于所述預(yù)設(shè)重疊度閾值的情況下，將當(dāng)前曝光點(diǎn)確定為參考曝光點(diǎn)，并繼續(xù)根據(jù)當(dāng)前新的基準(zhǔn)面高度和所述參考曝光點(diǎn)確定下一個(gè)曝光點(diǎn)，直到當(dāng)前計(jì)算的曝光點(diǎn)坐標(biāo)大于該航線終點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，停止曝光點(diǎn)的計(jì)算，并確定所述當(dāng)前計(jì)算的曝光點(diǎn)為該航線上的最后一個(gè)曝光點(diǎn)。
[0011]進(jìn)一步，以所述初始航線及所述DEM數(shù)據(jù)計(jì)算的旁向重疊度作為約束依次敷設(shè)航線，直到敷設(shè)的當(dāng)前航線的旁向方向坐標(biāo)值不位于測區(qū)旁向方向最大和最小坐標(biāo)值之間時(shí)，停止航線敷設(shè)，并確定所述當(dāng)前航線為所述測區(qū)內(nèi)的最后一條航線，包括:
[0012]根據(jù)測區(qū)范圍確定第一條航線位置和根據(jù)參考基準(zhǔn)面下的航向間距確定第二條航線位置;通過虛擬推掃成像方式，根據(jù)第一條航線的起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo)，按照預(yù)定的步長確定采樣點(diǎn)，并基于共線方程數(shù)學(xué)模型確定第一條航線和第二條航線的地面覆蓋范圍，以確定所述覆蓋范圍交集的最窄距離Ly-MIn;
[0013]獲取所述覆蓋范圍交集內(nèi)的地形最高點(diǎn)，以作為新的基準(zhǔn)面高度，并計(jì)算所述新的基準(zhǔn)面高度下的旁向幅寬Ly，以根據(jù)Ly-min/Ly確定此航線間實(shí)際的最小重疊度Qy-min ；確定所述實(shí)際的最小重疊度Qy-M1N和理論設(shè)計(jì)值Qy-pun的差值，以判斷所述差值的絕對(duì)值是否小于設(shè)定的閾值;在所述差值的絕對(duì)值不小于所述設(shè)定的閾值的情況下，將第二條航線的旁向方向坐標(biāo)值進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整量為(qy_min-qy_pun)*Ly，反復(fù)調(diào)整直至所述差值的絕對(duì)值小于所述設(shè)定的閾值時(shí)停止調(diào)整，并確定完成第二條航線的旁向方向坐標(biāo)值的確定;基于所述第二條航線與測區(qū)的相交關(guān)系，確定所述第二條航線的起始坐標(biāo)和終止坐標(biāo)，以完成所述第二條條航線的確定；以所述第二條航線為基準(zhǔn)，重復(fù)上述過程以確定第三條航線，直到敷設(shè)的當(dāng)前航線的旁向方向坐標(biāo)值不位于測區(qū)旁向方向最大和最小坐標(biāo)值之間時(shí)，停止航線敷設(shè)，并確定所述當(dāng)前航線為所述測區(qū)內(nèi)的最后一條航線。
[0014]另一方面，本發(fā)明提供一種航空攝影外業(yè)的裝置，包括獲取模塊，用于確定測區(qū)范圍，獲取待測區(qū)域的數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù);確定模塊，用于獲取初始航線方向與所述測區(qū)的交點(diǎn)，以確定初始航線的起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo);曝光點(diǎn)確定模塊，用于將所述起點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置為航線上起始曝光點(diǎn)，根據(jù)所述DEM數(shù)據(jù)和預(yù)估的下一個(gè)曝光點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算兩曝光點(diǎn)處航片的實(shí)際航向重疊度，根據(jù)重疊度要求通過反復(fù)迭代移動(dòng)預(yù)估的曝光點(diǎn)，使重疊度滿足設(shè)計(jì)要求，依次計(jì)算所述航線上各曝光點(diǎn)的坐標(biāo)，直到當(dāng)前計(jì)算的曝光點(diǎn)坐標(biāo)大于該航線終點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，停止曝光點(diǎn)的計(jì)算，并確定所述當(dāng)前計(jì)算的曝光點(diǎn)為該航線上的最后一個(gè)曝光點(diǎn);航線確定模塊，用于以所述初始航線及所述DEM數(shù)據(jù)計(jì)算的旁向重疊度作為約束依次敷設(shè)航線，直到敷設(shè)的當(dāng)前航線的旁向方向坐標(biāo)值不位于測區(qū)旁向方向最大和最小坐標(biāo)值之間時(shí)，停止航線敷設(shè)，并確定所述當(dāng)前航線為所述測區(qū)內(nèi)的最后一條航線；拍照模塊，用于根據(jù)確定的所有航線和每條航線上的各個(gè)曝光點(diǎn)進(jìn)行航空攝影外業(yè)。
[0015]進(jìn)一步，還包括:坐標(biāo)系設(shè)定模塊，用于根據(jù)航線敷設(shè)方向進(jìn)行坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，以使得旋轉(zhuǎn)后坐標(biāo)系的X軸平行于敷設(shè)的航線；確定航線方向?yàn)樽鴺?biāo)系的X軸，以及確定航線的旁向方向?yàn)樽鴺?biāo)系的Y軸。
[0016]進(jìn)一步，還包括:坐標(biāo)系變換模塊，用于通過旋轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行坐標(biāo)系反變換，重新確定新的航線及曝光點(diǎn)坐標(biāo)，以將航線曝光點(diǎn)坐標(biāo)變換為地圖投影坐標(biāo)系下坐標(biāo)。
[0017]進(jìn)一步，所述曝光點(diǎn)確定模塊，還用于根據(jù)航線的所述起點(diǎn)坐標(biāo)確定第一個(gè)曝光點(diǎn)，并基于預(yù)設(shè)參考基準(zhǔn)面確定下一個(gè)曝光點(diǎn)作為第二個(gè)曝光點(diǎn)；基于共線方程數(shù)學(xué)模型求解所述第一個(gè)曝光點(diǎn)和第二個(gè)曝光點(diǎn)的地面覆蓋范圍，以確定覆蓋范圍交集間最窄處的長度Lx-M1n，并將所述覆蓋范圍交集中地形最高點(diǎn)作為當(dāng)前新的基準(zhǔn)面高度;將所述長度Lx-MIN和所述當(dāng)前新的參考基準(zhǔn)面下的航向幅寬Lx相除，以Lx-min/Lx確定為最小航向重疊度Px-MIN;確定所述最小航向重疊度Px-MIN與預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)重疊度Px的重疊度差值，并判斷所述重疊度差值和預(yù)設(shè)重疊度閾值大小關(guān)系;在所述重疊度差值絕對(duì)值大于所述預(yù)設(shè)重疊度閾值時(shí)，將(Px-min_Px-plan)*Lx作為X方向位置調(diào)整量，以當(dāng)前曝光點(diǎn)位置進(jìn)行