專利名稱：基于高速網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器+客戶端的無(wú)縫立體測(cè)圖方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于高速網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器+客戶端的無(wú)縫立體測(cè)圖方法，該方法可以應(yīng)用于框幅式航空數(shù)碼相機(jī)的數(shù)字立體影像、星載或機(jī)載的線陣傳感器攝取的立體影像、傳統(tǒng)的膠片式相機(jī)的掃描數(shù)字化立體影像以及小相幅框幅式數(shù)碼相機(jī)的數(shù)字立體影像進(jìn)行無(wú)縫測(cè)圖，尤其是利用大范圍航空航天立體影像進(jìn)行無(wú)縫立體測(cè)圖。
背景技術(shù)：
利用被攝對(duì)象的多幅圖像獲取其三維幾何模型，是攝影測(cè)量的一個(gè)經(jīng)典課題，目的是恢復(fù)物體表面形狀或者計(jì)算場(chǎng)景中相機(jī)和物體之間的距離。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，攝影測(cè)量由基于精密光學(xué)、機(jī)械儀器的模擬攝影測(cè)量，經(jīng)解析攝影測(cè)量發(fā)展為數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了完全計(jì)算機(jī)化和高度自動(dòng)化。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是經(jīng)典攝影測(cè)量與計(jì)算機(jī)科學(xué)的一門交叉學(xué)科，既充分利用了經(jīng)典攝影測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，又結(jié)合當(dāng)前飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，形成了一套嚴(yán)密而完整的理論，取得了許多卓有成效的理論與應(yīng)用成果。
但是，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站在實(shí)際生產(chǎn)流程上并沒(méi)有根本變化，幾乎是解析測(cè)圖的數(shù)字化模擬，例如測(cè)制線劃圖時(shí)依然需要按照內(nèi)定向、相對(duì)定向、模型連接、空中三角測(cè)量、按模型測(cè)圖，然后進(jìn)行模型接邊、圖幅接邊的流程完成地形圖的測(cè)繪。這種傳統(tǒng)的測(cè)繪生產(chǎn)方式下模型與模型之間、圖幅與圖幅之間必然存在“接邊縫”，是一種“有縫”的生產(chǎn)方式，接邊處需要人工修測(cè)，因而制作地形圖的效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種基于高速網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器+客戶端的無(wú)縫立體測(cè)圖方法，該方法能夠克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，所構(gòu)建的立體突破了傳統(tǒng)攝影測(cè)量中立體像對(duì)范圍的局限，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)測(cè)區(qū)的無(wú)縫立體生成與管理，降低對(duì)作業(yè)員攝影測(cè)量專業(yè)知識(shí)的要求，簡(jiǎn)化立體測(cè)圖的操作步驟，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫立體測(cè)圖，提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是一種基于高速網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器+客戶端的無(wú)縫立體測(cè)圖方法，其特征是包括服務(wù)器，客戶端，高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及相關(guān)數(shù)據(jù)管理、調(diào)度和測(cè)圖軟件系統(tǒng)，服務(wù)器和客戶端之間通過(guò)高速局域網(wǎng)連接，各客戶端由服務(wù)器統(tǒng)一控制，任務(wù)也由服務(wù)器分發(fā)，軟件系統(tǒng)主要包括工程管理、影像匹配與影像方位參數(shù)確定、測(cè)圖任務(wù)分配與測(cè)圖數(shù)據(jù)分發(fā)、客戶端測(cè)圖、任務(wù)監(jiān)控等功能。
如上所述的基于高速網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器+客戶端的無(wú)縫立體測(cè)圖方法，其特征在于包括以下步驟五、工程管理工程管理的主要任務(wù)之一是新建、管理、修改工程(圖1)，并對(duì)工程中的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如灰度變換、濾波、影像旋轉(zhuǎn)等；六、確定影像方位確定影像方位的主要任務(wù)是獲取工程中所有影像的外方位參數(shù)，對(duì)于框幅式影像需要進(jìn)行與傳統(tǒng)攝影測(cè)量完全相同的影像匹配、區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量等步驟；對(duì)于線陣推掃影像則需要根據(jù)嚴(yán)格模型生成有理函數(shù)模型的有理多項(xiàng)式系數(shù)，即RPC(Rational PolynomialCoefficients)參數(shù)；七、測(cè)圖任務(wù)分配與測(cè)圖數(shù)據(jù)分發(fā)將測(cè)圖任務(wù)進(jìn)行劃分，可以按照規(guī)則矩形劃分或按照標(biāo)準(zhǔn)圖幅劃分。對(duì)于框幅式影像，將各任務(wù)范圍內(nèi)的多個(gè)立體模型進(jìn)行組合；對(duì)于線陣傳感器影像，首先要進(jìn)行立體影像的分割，根據(jù)任務(wù)的分配，按照規(guī)則矩形分割或按照?qǐng)D幅分割，然后即可給工程中已經(jīng)添加的客戶端作業(yè)員分配測(cè)圖任務(wù)(圖2)；八、客戶端測(cè)圖客戶端測(cè)圖時(shí)首先從服務(wù)器上獲取任務(wù)并自動(dòng)下載與任務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)到本地工作目錄，數(shù)據(jù)下載完畢后可以打開(kāi)任務(wù)進(jìn)行多人連線無(wú)縫測(cè)圖；測(cè)圖程序在不同的模型間自動(dòng)切換；按照服務(wù)器上的接邊表自動(dòng)連接其他用戶機(jī)器，在測(cè)圖過(guò)程中自動(dòng)顯示相關(guān)接邊數(shù)據(jù)，了解其他用戶在接邊范圍內(nèi)的作業(yè)情況(圖3)；在服務(wù)器上可審視任意客戶端的工作情況，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控(圖4)。
優(yōu)點(diǎn)與效果1、實(shí)現(xiàn)了真正意義上的完全無(wú)縫測(cè)圖基于網(wǎng)絡(luò)、模型間自動(dòng)接邊、圖幅間可視化接邊。這是由基于高速網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器+客戶端模式帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)測(cè)圖任務(wù)分配、數(shù)據(jù)分發(fā)與多人連線無(wú)縫測(cè)圖技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
2、生產(chǎn)流程靈活與實(shí)用通過(guò)靈活的數(shù)據(jù)管理和調(diào)度方法，確保成圖質(zhì)量，可選擇如圖7所示的兩種簡(jiǎn)化的作業(yè)流程提高生產(chǎn)效率。
3、生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單化由于采用了全新的影像匹配和立體顯示技術(shù)，不使用核線影像而直接使用原始影像進(jìn)行立體測(cè)圖，減少了中間過(guò)程，直接獲得最終結(jié)果。
作業(yè)員只進(jìn)行簡(jiǎn)單、重復(fù)的勞動(dòng)，而效率正是來(lái)自于這種“簡(jiǎn)單、重復(fù)勞動(dòng)”。
4、便于生產(chǎn)管理在服務(wù)器上可對(duì)工程中所有客戶端作業(yè)員的生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，便于生產(chǎn)管理。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例——新建工程操作界面示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例——按照規(guī)則矩形劃分后的任務(wù)分配圖與立體場(chǎng)景。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例——圖幅間可視化接邊圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例——生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例——硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例——軟件結(jié)構(gòu)框圖。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例——作業(yè)流程圖。
具體實(shí)施例方式
一、工程管理工程管理的主要任務(wù)之一是新建、管理、修改工程，并對(duì)工程中的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如灰度變換、濾波、影像旋轉(zhuǎn)等。
新建工程時(shí)，在主目錄文本框中輸入工程存放的路徑，在控制點(diǎn)文件文本框中輸入控制點(diǎn)文件名，或單擊文本框右側(cè)的瀏覽按鈕，選擇已有的控制點(diǎn)文件，若無(wú)控制點(diǎn)文件，保持設(shè)置為空。其它參數(shù)由用戶根據(jù)需求自定義設(shè)置完成。確認(rèn)后，工程就自動(dòng)建立，如附圖1所示。
數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)，用戶根據(jù)需要對(duì)影像進(jìn)行處理，處理類型分別為不處理，灰度均衡，Wallis變換等。上述處理完成后，進(jìn)行影像數(shù)據(jù)的引入工作，對(duì)于同軌衛(wèi)星影像將自動(dòng)按照順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)90度，使之能構(gòu)成左右立體。
二、確定影像方位確定影像方位的主要任務(wù)是獲取工程中所有影像的外方位參數(shù)，對(duì)于框幅式影像則需要進(jìn)行影像匹配、相對(duì)定向、自由網(wǎng)平差、控制點(diǎn)量測(cè)及區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量等步驟。對(duì)于線陣推掃影像需要根據(jù)嚴(yán)格模型生成有理函數(shù)模型的有理多項(xiàng)式系數(shù)，即RPC參數(shù)。由于衛(wèi)星影像軌道參數(shù)中存在系統(tǒng)誤差，利用軌道參數(shù)擬合的RPC定向參數(shù)具有一定的系統(tǒng)誤差，因此可由人工在影像上至少量測(cè)一個(gè)控制點(diǎn)來(lái)消除系統(tǒng)誤差。
三、測(cè)圖任務(wù)分配與測(cè)圖數(shù)據(jù)分發(fā)將測(cè)圖任務(wù)進(jìn)行劃分，可以按照規(guī)則矩形劃分或按照標(biāo)準(zhǔn)圖幅劃分。按照標(biāo)準(zhǔn)圖幅分割時(shí)用戶需要先創(chuàng)建圖幅結(jié)合表，圖幅結(jié)合表的內(nèi)容包括圖幅名稱，四個(gè)角點(diǎn)的經(jīng)度度、高程等參數(shù)。對(duì)于框幅式影像，各任務(wù)范圍內(nèi)可能包含幾個(gè)至幾十個(gè)立體模型，需要將各任務(wù)范圍內(nèi)的多個(gè)立體模型進(jìn)行組合。對(duì)于線陣推掃影像，分發(fā)測(cè)圖數(shù)據(jù)前首先要進(jìn)行影像的分割，可以按照規(guī)則矩形分割或按照?qǐng)D幅分割，按照矩形分割時(shí)可以根據(jù)實(shí)際需要給定任務(wù)的名稱，如附圖2所示為分割后的任務(wù)示意圖。
在分配測(cè)圖任務(wù)時(shí)，可以對(duì)客戶端作業(yè)員的操作權(quán)限進(jìn)行管理，并指定測(cè)圖任務(wù)給用戶，并可顯示任意客戶端的屏幕視圖，根據(jù)作業(yè)員采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新視圖，對(duì)工程中所有客戶端作業(yè)員的生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如附圖4所示。
四、客戶端測(cè)圖客戶端作業(yè)員測(cè)圖時(shí)首先從服務(wù)器上獲取任務(wù)并下載與任務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)到本地工作目錄，數(shù)據(jù)下載完畢后可以打開(kāi)任務(wù)進(jìn)行多人連線測(cè)圖。測(cè)圖程序能夠在不同的模型間自動(dòng)切換，無(wú)須作業(yè)員進(jìn)行模型切換與模型接邊，實(shí)現(xiàn)與模型無(wú)關(guān)的測(cè)圖；能夠在啟動(dòng)時(shí)按照服務(wù)器上的接邊表自動(dòng)連接其他用戶機(jī)器，在測(cè)圖過(guò)程中能夠自動(dòng)顯示相關(guān)接邊數(shù)據(jù)，了解其他用戶在接邊范圍內(nèi)的作業(yè)情況，在接邊區(qū)可以參照其他用戶的已測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速無(wú)縫接邊，如附圖3所示。
原有的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站都采用了核線影像，因此增加了處理流程，增加了磁盤容量，降低了效率；而“長(zhǎng)線陣”影像無(wú)核線；多基線框幅影像會(huì)出現(xiàn)同一影像有多個(gè)不同核線影像的現(xiàn)象。本發(fā)明刪去了核線影像(中間結(jié)果)，不使用核線影像而直接使用原始影像進(jìn)行立體測(cè)圖，減少了中間過(guò)程，直接獲得最終結(jié)果。
作業(yè)員只管開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)、手輪與腳盤的操作，按要求測(cè)繪等高線、測(cè)圖時(shí)無(wú)需考慮模型，不考慮圖幅，測(cè)圖同時(shí)接邊?！皥D幅”(DEM、DOM、DLG)全部由服務(wù)器——根據(jù)要求“裁剪”與“整飾”。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例的硬件結(jié)構(gòu)示意圖，由一臺(tái)或數(shù)臺(tái)服務(wù)器加若干臺(tái)客戶端計(jì)算機(jī)通過(guò)高速局域網(wǎng)組成。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例的軟件結(jié)構(gòu)框圖，主要由影像及參數(shù)輸入、影像匹配、區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量、DEM和正射影像生成、測(cè)圖數(shù)據(jù)分發(fā)及立體測(cè)圖等部分組成。
權(quán)利要求
1.一種基于高速網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器+客戶端的無(wú)縫立體測(cè)圖方法，其特征是包括服務(wù)器，客戶端，高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及相關(guān)數(shù)據(jù)管理、調(diào)度和測(cè)圖軟件系統(tǒng)，服務(wù)器和客戶端之間通過(guò)高速局域網(wǎng)連接，各客戶端由服務(wù)器統(tǒng)一控制，任務(wù)也由服務(wù)器分發(fā)，軟件系統(tǒng)主要包括工程管理、影像匹配與影像方位參數(shù)確定、測(cè)圖任務(wù)分配與測(cè)圖數(shù)據(jù)分發(fā)、客戶端測(cè)圖、任務(wù)監(jiān)控等功能。
2.如權(quán)利要求1所述的基于高速網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器+客戶端的無(wú)縫立體測(cè)圖方法，其特征在于包括以下步驟一、工程管理工程管理的主要任務(wù)之一是新建、管理、修改工程，并對(duì)工程中的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如灰度變換、濾波、影像旋轉(zhuǎn)等；二、確定影像方位確定影像方位的主要任務(wù)是獲取工程中所有影像的外方位參數(shù)，對(duì)于框幅式影像需要進(jìn)行與傳統(tǒng)攝影測(cè)量完全相同的影像匹配、區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量等步驟；對(duì)于線陣推掃影像則需要根據(jù)嚴(yán)格模型生成有理函數(shù)模型的有理多項(xiàng)式系數(shù)，即RPC(Rational PolynomialCoefficients)參數(shù)；三、測(cè)圖任務(wù)分配與測(cè)圖數(shù)據(jù)分發(fā)將測(cè)圖任務(wù)進(jìn)行劃分，可以按照規(guī)則矩形劃分或按照標(biāo)準(zhǔn)圖幅劃分。對(duì)于框幅式影像，將各任務(wù)范圍內(nèi)的多個(gè)立體模型進(jìn)行組合；對(duì)于線陣傳感器影像，首先進(jìn)行立體影像的分割，根據(jù)任務(wù)的分配，按照規(guī)則矩形分割或按照?qǐng)D幅分割，然后即可給工程中已經(jīng)添加的客戶端作業(yè)員分配測(cè)圖任務(wù)；四、客戶端測(cè)圖客戶端測(cè)圖時(shí)首先從服務(wù)器上獲取任務(wù)并自動(dòng)下載與任務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)到本地工作目錄，數(shù)據(jù)下載完畢后可以打開(kāi)任務(wù)進(jìn)行多人連線無(wú)縫測(cè)圖；測(cè)圖程序在不同的模型間自動(dòng)切換；按照服務(wù)器上的接邊表自動(dòng)連接其他用戶機(jī)器，在測(cè)圖過(guò)程中自動(dòng)顯示相關(guān)接邊數(shù)據(jù)，了解其他用戶在接邊范圍內(nèi)的作業(yè)情況；在服務(wù)器上可審視任意客戶端的工作情況，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
全文摘要
一種基于高速網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器+客戶端的無(wú)縫立體測(cè)圖方法，其特征是包括服務(wù)器，客戶端，高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及相關(guān)數(shù)據(jù)管理、調(diào)度和測(cè)圖軟件系統(tǒng)，服務(wù)器和客戶端之間通過(guò)高速局域網(wǎng)連接，各客戶端由服務(wù)器統(tǒng)一控制，任務(wù)也由服務(wù)器分發(fā)，軟件系統(tǒng)主要包括工程管理、影像匹配與影像方位參數(shù)確定、測(cè)圖任務(wù)分配與測(cè)圖數(shù)據(jù)分發(fā)、客戶端測(cè)圖、任務(wù)監(jiān)控等功能。實(shí)現(xiàn)了真正意義上的完全無(wú)縫測(cè)圖，生產(chǎn)流程靈活與實(shí)用，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單化。
文檔編號(hào)G08C19/00GK101075928SQ20071005256
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者張祖勛, 張劍清, 張永軍, 曹輝 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)