一種航空攝影飛行質(zhì)量檢查方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種航空攝影飛行質(zhì)量檢查方法，該方法可以用于面陣航攝儀的飛行質(zhì)量檢查，包括：基于航片的位置數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)、航攝儀幾何參數(shù)和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)，采用共線方程數(shù)學(xué)模型，求解航片的地面覆蓋范圍，基于地面覆蓋范圍的面積交集，進(jìn)行航片旁向及航向重疊度的計算和檢查，當(dāng)所述航片的飛行質(zhì)量檢查項在航空攝影測量規(guī)范規(guī)定的閾值范圍內(nèi)時，則確定所述航片符合要求。本發(fā)明僅需要基于共線方程取承影面邊緣一定數(shù)量的點進(jìn)行計算，生成各航片地面覆蓋范圍多邊形，對地面覆蓋范圍多邊形進(jìn)行求并、求交等相關(guān)操作，基于交集面積進(jìn)行重疊度的計算和檢查，計算效率較高，且對于規(guī)則飛行區(qū)域，整個測區(qū)可以完全自動化檢查，提高了檢查效率。
【專利說明】一種航空攝影飛行質(zhì)量檢查方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空攝影【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種航空攝影飛行質(zhì)量檢查方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航空攝影飛行質(zhì)量檢查是指檢查航空攝影時航線和影像覆蓋等滿足要求的程度，對于面陣航攝儀的航空攝影飛行質(zhì)量檢查項主要包括:航片重疊度、航片旋偏角、航片傾斜角和航線彎曲度等；如今面陣航攝儀航空攝影飛行質(zhì)量的檢查有兩種模式，一是基于航片進(jìn)行內(nèi)業(yè)人工檢查，為此需首先將航空影像沖洗成紙質(zhì)航片，采用人工目視或利用檢查尺進(jìn)行質(zhì)量檢查，此種檢查模式完全手工操作，耗時耗力，且需要具有較強(qiáng)檢查經(jīng)驗的人員；二是基于影像匹配的方式進(jìn)行重疊度和旋偏角的檢查，其首先需進(jìn)行航空影像間的同名點匹配，通過同名點的坐標(biāo)歸算，確定航片的重疊度和旋偏角，但是該方法理論不嚴(yán)密，基于匹配算法的重疊度檢查，對于較大地形起伏時，不同位置的同名點計算出的重疊度差別較大，由此導(dǎo)致重疊度基準(zhǔn)無法統(tǒng)一，為此現(xiàn)有的飛行質(zhì)量檢查方法還有待進(jìn)一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種航空攝影飛行質(zhì)量檢查方法，用以進(jìn)一步提高面陣航攝儀的航空攝影飛行質(zhì)量檢查的效率和精度。
[0004]本發(fā)明主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種航空攝影飛行質(zhì)量檢查方法，該方法包括:
[0006]基于航片的位置數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)、航攝儀幾何參數(shù)和數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)，采用共線方程數(shù)學(xué)模型，求解航片的地面覆蓋范圍，基于地面覆蓋范圍的面積交集，進(jìn)行航片旁向及航向重疊度的計算和檢查，基于航片的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行航片旋偏角、航片傾斜角和航線彎曲度的計算和檢查，當(dāng)所述航片的航片旁向及航向重疊度、航片旋偏角、航片傾斜角及航線彎曲度在預(yù)設(shè)的相應(yīng)的閾值范圍內(nèi)時，則確定該航片的飛行質(zhì)量符合要求。
[0007]優(yōu)選地，所述位置數(shù)據(jù)包括:航片號、事件序號、獲取時間、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)和Z坐標(biāo)；
[0008]所述姿態(tài)數(shù)據(jù)包括:側(cè)滾角、俯仰角和航向角；
[0009]所述航攝儀幾何參數(shù)包括:航攝儀內(nèi)方位元素和航攝儀承影面物理尺寸。
[0010]優(yōu)選地，采用共線方程數(shù)學(xué)模型，求解航片的地面覆蓋范圍，基于地面覆蓋范圍的面積交集，進(jìn)行航片旁向及航向重疊度的計算和檢查的步驟具體包括:
[0011]基于航片的位置數(shù)據(jù)和姿態(tài)數(shù)據(jù)確定航片的四鄰近關(guān)系表；
[0012]基于航片的位置數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)、航攝儀幾何參數(shù)和DEM數(shù)據(jù)求解每一張航片的地面覆蓋范圍；
[0013]合并各個航帶上的每一航片的地面覆蓋范圍多邊形，形成各個航帶的地面覆蓋范圍的多邊形；
[0014]求解各個航片與其相鄰近的各個航片和航帶覆蓋范圍的重疊度，并進(jìn)行航片旁向及航向重疊度的檢查。
[0015]優(yōu)選地，求解各個航片與其相鄰近的航片和航帶覆蓋范圍的重疊度的步驟具體包括:
[0016]基于四鄰近關(guān)系表，找出各航片的四鄰近地面覆蓋范圍多邊形，包括:航向前鄰近航片，航向后鄰近航片，旁向左鄰近航帶和旁向右鄰近航帶所對應(yīng)的多邊形；
[0017]將待求航片地面覆蓋范圍多邊形與其四鄰近地面覆蓋范圍多邊形，分別進(jìn)行求交，求出各交集面積。
[0018]優(yōu)選地，航片旋偏角計算的步驟具體包括:基于同一航線上兩相鄰航片的位置數(shù)據(jù)，構(gòu)成相鄰航片基線方程，并計算該基線的方位角，該基線的方位角和該航片的航向角之間的夾角即為航片旋偏角；
[0019]航片傾斜角的計算步驟具體包括:采用a = arccos (cos ω ^cos(J))計算航片傾斜角，其中ω為側(cè)滾角，Φ為俯仰角，α為航片傾斜角；
[0020]航線彎曲度計算步驟具體包括:基于航線的起點和終點航片位置坐標(biāo)，構(gòu)建航線的直線方程，求解該航線上的各航片投影中心到該航線直線方程的距離，求出最大距離，最大距離與該航線長度比值為航線彎曲度，計算公式為(100.Dmax/L)%，其中Dmax為各航片投影中心到該航線距離的最大值，L為航線長度。
[0021]優(yōu)選地，所述航片的航片旁向及航向重疊度、航片旋偏角、航片傾斜角及航線彎曲度在預(yù)設(shè)的相應(yīng)的閾值為航空攝影測量規(guī)范規(guī)定的相應(yīng)的閾值。
[0022]本發(fā)明有益效果如下:
[0023]本發(fā)明提供的一種航 空攝影飛行質(zhì)量檢查方法，僅需要基于共線方程取承影面邊緣一定數(shù)量的點進(jìn)行計算，生成地面覆蓋范圍多邊形，對地面覆蓋范圍多邊形進(jìn)行求并、求交等相關(guān)操作，基于交集面積進(jìn)行重疊度的計算，同時基于航片的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行航片旋偏角，航片傾斜角和航線彎曲度計算，能夠進(jìn)行批量計算，計算效率較高，且對于規(guī)則的飛行測區(qū)，整個測區(qū)完全可以完全自動化檢查，提高了檢查效率。
[0024]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實施例的一種航空攝影飛行質(zhì)量檢查方法的流程圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實施例的進(jìn)行四鄰近的重疊度計算時航片和航帶的關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中，附圖構(gòu)成本申請一部分，并與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。為了清楚和簡化目的，當(dāng)其可能使本發(fā)明的主題模糊不清時，將省略本文所描述的器件中已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)具體說明。
[0028]本發(fā)明實施例提供了一種航空攝影飛行質(zhì)量檢查方法，基于航片的位置數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)、航攝儀幾何參數(shù)和數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)，采用共線方程數(shù)學(xué)模型，求解航片的地面覆蓋范圍，基于地面覆蓋范圍的面積交集，進(jìn)行航片旁向及航向重疊度的計算和檢查，基于航片的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行航片旋偏角、航片傾斜角和航線彎曲度的計算和檢查，當(dāng)所述航片的飛行質(zhì)量檢查項在航空攝影測量規(guī)范規(guī)定的閾值范圍內(nèi)時，則確定所述航片的飛行質(zhì)量符合要求。[0029]本發(fā)明實施例中所述的位置數(shù)據(jù)包括:航片號、事件序號、獲取時間、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)和Z坐標(biāo)；所述姿態(tài)數(shù)據(jù)包括:側(cè)滾角、俯仰角和航向角；所述航攝儀幾何參數(shù)包括:航攝儀內(nèi)方位元素和航攝儀承影面物理尺寸。
[0030]圖1所示為本發(fā)明實施例的一種航空攝影飛行質(zhì)量檢查方法的流程圖，如圖1所示，
[0031]S101、基于航片的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)確定航片的四鄰近關(guān)系表；
[0032]S102、基于航片的位置數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)、航攝儀幾何參數(shù)和DEM數(shù)據(jù)求解每一張航片的地面覆蓋范圍；
[0033]S103、合并各個航帶上的每一張航片的地面覆蓋范圍，形成各個航帶的地面覆蓋范圍的多邊形；
[0034]S104、求解各個航片與其相鄰近的各個航片和航帶覆蓋范圍的交集；
[0035]S105、進(jìn)行相關(guān)飛行質(zhì)量檢查項的計算；
[0036]S106、進(jìn)行飛行質(zhì)量檢查。
[0037]即與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)差于閾值，則質(zhì)量不合格；當(dāng)優(yōu)于閾值，則質(zhì)量合格。
[0038]其中，所述航片的航片旁向及航向重疊度、航片旋偏角、航片傾斜角及航線彎曲度在預(yù)設(shè)的相應(yīng)的閾值為航空攝影測量規(guī)范規(guī)定的相應(yīng)的閾值。
[0039]其中，求解各個航片與其相鄰近的各個航片和航帶覆蓋范圍的交集的步驟具體包括:對測區(qū)內(nèi)的每一張航片進(jìn)行四鄰近的重疊度計算，該航片四鄰近的重疊度計算公式為:(IO(^A1AsVzi)，其中A1為待求航片對應(yīng)的地面覆蓋范圍和四鄰近地面覆蓋范圍多邊形的交集面積，As為該航片的對應(yīng)的地面覆蓋面積。
[0040]圖2所所示為本發(fā)明實施例的進(jìn)行四鄰近的重疊度計算時航片和航帶的關(guān)系圖，如圖2所示，對測區(qū)內(nèi)的每一張航片進(jìn)行四鄰近的重疊度計算的步驟具體包括:
[0041]將測區(qū)內(nèi)的每一張航片與其航向上的前后相鄰的航片進(jìn)行重疊度計算，并將其與航向兩側(cè)左右相鄰的航帶進(jìn)行重疊度計算，其中，航向兩側(cè)左右相鄰的航帶為航帶上的各個航片對應(yīng)的地面覆蓋范圍合并后的多邊形。
[0042]還包括:計算航片旋偏角、航片傾斜角和航線彎曲度，并將計算得到的航片旋偏角、航片傾斜角和航線彎曲度與預(yù)設(shè)的相應(yīng)的航片旋偏角閾值、航片傾斜角閾值和航線彎曲度閾值的進(jìn)行比較，當(dāng)計算得到的航片旋偏角、航片傾斜角和航線彎曲度在預(yù)設(shè)的相應(yīng)閾值范圍內(nèi)時，確定計算得到的航片旋偏角、航片傾斜角和航線彎曲度符合要求。
[0043]航片旋偏角計算的步驟具體包括:基于同一航線上兩相鄰航片的位置數(shù)據(jù)，構(gòu)成相鄰航片基線方程，并計算該基線的方位角，該基線的方位角和該航片的航向角之間的夾角即為航片旋偏角；
[0044]航片傾斜角的計算步驟具體包括:采用a =arccos(cosco ^cos(J))計算航片傾斜角，其中ω為側(cè)滾角，Φ為俯仰角，α為航片傾斜角；
[0045]航線彎曲度計算步驟具體包括:基于航線的起點和終點位置坐標(biāo)，構(gòu)建該航線的直線方程，求解該航線上的各航片投影中心到該航線直線方程的距離，求出最大距離，最大距離與該航線長度比值為航線彎曲度，計算公式為(100.Dmax/L)%，其中Dmax為各航片投影中心到該航線的距離的最大值，L為航線長度。
[0046]本發(fā)明提供了一種航空攝影飛行質(zhì)量檢查方法至少能夠帶來以下有益效果:
[0047]1、本發(fā)明對航片實際地面覆蓋范圍的計算，僅需要取承影面邊緣一定數(shù)量的點進(jìn)行計算，計算效率較高，且對于規(guī)則的飛行測區(qū)，整個測區(qū)完全可以完全自動化計算和檢查，提高了檢查效率；
[0048]2、本發(fā)明依據(jù)共線方程數(shù)學(xué)模型，理論嚴(yán)密，計算精度高，提高了飛行質(zhì)量檢查的精度，特別是對于地形起伏高差大的區(qū)域具有較好的適應(yīng)性。
[0049]3、本發(fā)明的飛行質(zhì)量的重疊度檢查是基于航片的實際地面覆蓋范圍來進(jìn)行檢查，這是重疊度檢查的本質(zhì)；采用影像匹配基于同名點方式檢查不能夠避免由于高差起伏帶來的重疊度檢查誤差。
[0050]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種航空攝影飛行質(zhì)量檢查方法，其特征在于，包括: 基于航片的位置數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)、航攝儀幾何參數(shù)和數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)，采用共線方程數(shù)學(xué)模型，求解航片的地面覆蓋范圍，基于地面覆蓋范圍的面積交集，進(jìn)行航片旁向及航向重疊度的計算和檢查，基于航片的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行航片旋偏角、航片傾斜角和航線彎曲度的計算和檢查，當(dāng)所述航片的航片旁向及航向重疊度、航片旋偏角、航片傾斜角及航線彎曲度在預(yù)設(shè)的相應(yīng)的閾值范圍內(nèi)時，則確定該航片符合要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述位置數(shù)據(jù)包括:航片號、事件序號、獲取時間、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)和Z坐標(biāo)； 所述姿態(tài)數(shù)據(jù)包括:側(cè)滾角、俯仰角和航向角； 所述航攝儀幾何參數(shù)包括:航攝儀內(nèi)方位元素和航攝儀承影面物理尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，采用共線方程數(shù)學(xué)模型，求解航片的地面覆蓋范圍，基于地面覆蓋范圍的面積交集，進(jìn)行航片旁向及航向重疊度的計算和檢查的步驟具體包括: 基于航片的位置數(shù)據(jù)和姿態(tài)數(shù)據(jù)確定航片的四鄰近關(guān)系表； 基于航片的位置數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)、航攝儀幾何參數(shù)和DEM數(shù)據(jù)求解每一張航片的地面覆蓋范圍； 合并各個航帶上的每一航片的地面覆蓋范圍多邊形，形成各個航帶的地面覆蓋范圍的多邊形； 求解各個航片與其相鄰近的各個航片和航帶覆蓋范圍的重疊度，并進(jìn)行航片旁向及航向重疊度的檢查。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，求解各個航片與其相鄰近的各個航片和航帶覆蓋范圍的重疊度的步驟具體包括: 基于四鄰近關(guān)系表，找出各航片的四鄰近地面覆蓋范圍多邊形，包括:航向前鄰近，航向后鄰近，芳向左鄰近航帶和芳向右鄰近航帶所對應(yīng)的多邊形； 將待求航片地面覆蓋范圍多邊形與其四鄰近地面覆蓋范圍多邊形，分別進(jìn)行求交，求出各交集面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 航片旋偏角計算的步驟具體包括:基于同一航線上兩相鄰航片的位置數(shù)據(jù)，構(gòu)成相鄰航片基線方程，并計算該基線的方位角，該基線的方位角和該航片的航向角之間的夾角即為航片旋偏角； 航片傾斜角的計算步驟具體包括:采用α = arccos (cos ω *cos Φ)計算航片傾斜角，其中ω為側(cè)滾角，Φ為俯仰角，α為航片傾斜角； 航線彎曲度計算步驟具體包括:基于航線的起點和終點航片位置坐標(biāo)，構(gòu)建航線的直線方程，求解該航線上的各航片投影中心到該航線直線方程的距離，求出最大距離，最大距離與該航線長度比值為航線彎曲度，計算公式為(100.Dmax/L)%，其中Dmax為各航片投影中心到該航線距離的最大值，L為航線長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述航片的航片旁向及航向重疊度、航片旋偏角、航片傾斜角及航線彎曲度在預(yù)設(shè)的相應(yīng)的閾值為航空攝影測量規(guī)范規(guī)定的相應(yīng)的閾值。
【文檔編號】G01C11/04GK103471567SQ201310394797
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】趙海濤, 黎東, 回玉輝, 左正立, 張兵, 陳正超 申請人:中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所