基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法
【专利摘要】本发明提出了一种基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法，包括如下步骤：对每个具有坐标和属性信息的遥感与摄影测量控制点进行编码数据处理生成二维码地理信息；将二维码地理信息制成遥感与摄影测量设备能识别的材料并安装在相应的地面控制点上；利用拍摄设备拍摄多个具有二维码信息的控制点的图像，并通过软件提取这些控制点的坐标与属性；采用解释空中三角测量方法解算出被测物的目标点坐标。本发明可以大大提高遥感与摄影测量的工作效率。
【专利说明】基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及二维码、测绘及地理信息【技术领域】，特别是遥感与摄影【技术领域】。具体地，本发明涉及一种基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法及系统。
【背景技术】
[0002]遥感与摄影测量技术是一种高效的空间信息获取手段，随着搭载平台的发展，该项技术应用也越来越广，例如卫星遥感、航空摄影测量、无人飞机低空摄影测量、车载移动测量系统以及近景摄影测量等。但遥感与摄影测量需要有一些固定的、已知坐标的控制点作为测量标志，才能最终解算出被测物的绝对空间坐标。但现有的方法在解算的过程中需要人工干预进行匹配，这就需要耗费大量的工时，存在效率低下、自动化程度不高的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0004]为此，本发明的一个目的在于提出一种基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法，该方法可以提高遥感与摄影测量的工作效率。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种基于二维码地理信息标志遥感与摄影测量的定位方法，包括如下步骤:
[0006]对每个具有坐标和属性信息的遥感与摄影测量控制点进行编码数据处理生成二维码地理信息；
[0007]将二维码地理信息制成遥感与摄影测量设备能识别的材料并安装在相应的地面控制点上；
[0008]利用拍摄设备拍摄多个具有二维码信息的控制点的图像，并提取所述控制点的坐标与属性；
[0009]采用解释空中三角测量方法解算出被测物的目标点坐标。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述属性信息为所述控制点的测量点号。
[0011]在本发明的再一个实施例中，所述控制点为静止状态。
[0012]根据本发明实施例的基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法，通过以二维码的形式给遥感与摄影测量控制点打上地理信息标签，能自动识别控制点目标物体二维码标志中所蕴含的坐标，由拍摄设备对目标物体进行拍摄以获取目标物体上的二维码信息，自动获取遥感与摄影测量控制点坐标和属性，用于遥感与摄影测量的解释空中三角测量计算。本发明避免了人工导入控制点的繁琐工作，提高了遥感与摄影测量的工作效率，使遥感与摄影测量的自动化进入一个新的阶段。
[0013]本发明的另一个目的是提供一种基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位系统，包括:多个二维码地理信息单元，每个所述二维码地理信息单元安装于对应的地面控制点上，其中，每个二维码地理信息单元内记载有对应控制点的二维码信息，所述二维码信息包括所述目标物体的坐标和属性信息；拍摄设备，用于拍摄多个具有二维码信息的控制点的图像，并提取所述控制点的坐标与属性；位置计算模块，用于采用解释空中三角测量方法解算出被测物的目标点坐标。
[0014]根据本发明实施例的基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位系统，通过以二维码的形式给控制点目标物体打上地理信息标签，能自动识别目标物体二维码标志中所蕴含的坐标，由拍摄设备对目标物体进行拍摄以获取目标物体上的二维码信息，自动获取遥感与摄影测量控制点坐标和属性，用于遥感与摄影测量的解释空中三角测量计算。本发明避免了人工导入控制点的繁琐工作，提高了遥感与摄影测量的工作效率，使遥感与摄影测量的自动化进入一个新的阶段。
[0015]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0017]图1为根据本发明实施例的基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法的流程图；
[0018]图2为根据本发明实施例的基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法的示意图；
[0019]图3为根据本发明实施例的基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位系统的结构图。
【具体实施方式】
[0020]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0021]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0022]下面首先对二维码技术进行介绍。
[0023]二维码又称二维条码，它是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。二维码具有条码技术的一些共性，例如每种码制有其特定的字符集，每个字符占有一定的宽度以及具有一定的校验功能等。并且二维码同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。
[0024]二维码的常用码制包括:Data Matrix、Maxi Code、Aztec、QR Code、Vericode>PDF417、Ultracode、Code49 和 Codel6K 等。其中，QR 码(QR Code)呈正方形，只有黑白两色。在4个角落的其中3个，印有较小，像“回”字的正方图案。这3个是帮助解码软件定位的图案，使用者不需要对准，无论以任何角度扫描，资料仍可正确被读取。
[0025]二维码包括以下分类:
[0026]( I)堆叠式/行排式二维条码
[0027]编码原理是建立在一维条码基础之上，按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的一些特点，识读设备与条码印刷与一维条码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定，其译码算法与软件也不完全相同于一维条码。有代表性的行排式二维条码有:Codel6K、Code49、PDF417等。
[0028](2)矩阵式二维条码
[0029]矩阵式二维条码是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，用点(方点、圆点或其他形状)的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维条码有:Code One、Maxi Code、QR Code、Data Matrix
坐寸ο
[0030]综上，二维码具有以下特点:
[0031](I)高密度编码且信息容量大:可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节，或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍。
[0032](2)编码范围广:该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码，用条码表示出来。二维码可以表示多种语言文字及图像数据。
[0033](3)容错能力强，具有纠错功能:这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读，损毁面积达50%仍可恢复信息。
[0034](4)译码可靠性高:它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一。
[0035](5)可引入加密措施:保密性、防伪性好。
[0036](6)成本低，易制作，持久耐用。
[0037](7)条码符号形状、尺寸大小比例可变。
[0038](8) 二维条码可以使用激光或CXD阅读器识读。
[0039]如图1所示，本发明实施例的基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法，包括如下步骤:
[0040]步骤SI，对每个具有坐标和属性信息的遥感与摄影测量控制点进行编码数据处理生成二维码地理信息。
[0041]控制点可以是遥感地面测量控制点、航空摄影测量/激光雷达控制点、房顶/地面应急救援标志、城市资产(消防设备等)、建筑物等。坐标可以为控制点所在位置的经度、维度和海拔高度，也可以为地方坐标系中的坐标，如(X，Y，Ζ)。属性信息为控制点的测量点号。
[0042]对每个具有坐标和属性信息的遥感与摄影测量控制点进行编码数据处理以生成该控制点目标物体对应的二维码信息。
[0043]步骤S2，将二维码地理信息制成遥感与摄影测量设备能识别的材料并安装在相应的控制点上。
[0044]在本发明的一个实施例中，可以将二维码信息制成半反射型的材料，由反射和吸收材料组成，可用于不同波段的遥感测量。
[0045]通过上述步骤SI和步骤S2设计完成带有地理坐标信息和属性信息并且制成遥感与摄影测量设备能识别的材料。
[0046]步骤S3，利用拍摄设备拍摄多个具有二维码信息的控制点的图像，并提取控制点的坐标与属性。
[0047]在本发明的示例中，拍摄设备可以静止状态或运动状态。即，拍摄设备可以固定于某个位置进行拍摄，也可以安装在运动物体上进行拍摄。拍摄设备例如可以为相机等。
[0048]拍摄设备可以对每个图像设置时间戳，其中拍摄设备可以根据自身时钟对拍摄的每个图像设置时间戳。例如，拍摄设备每秒可以拍十几张照片，实际上每个时刻可以看成是一个静止的图像。
[0049]步骤S4，采用解释空中三角测量方法解算出被测物的目标点坐标。
[0050]拍摄设备拍摄到的有二维码地理信息的图像，然后对这些二维码地理信息进行读取和解析，从而获得对应的控制点的坐标和属性信息，并根据图像中的携带的时间戳获取该图像的拍摄时刻。然后，采用解释空中三角测量方法解算出被测物的目标点坐标。
[0051]需要说明的是，本步骤中可以采用一组控制点坐标信息和属性信息通过解释空中三角测量方法计算拍摄设备在对应的拍摄时刻下的位置信息。
[0052]当然，如图2所示，本发明也可以采用多组控制点坐标信息和属性信息进行计算，例如，建筑物、树木、草地等，利用的控制点的坐标信息和属性信息的个数越多，测量得到的拍摄设备在对应的拍摄时刻下的位置信息的精度也越高。
[0053]根据本发明实施例的基于二维码测量地理信息标志的遥感与摄影定位方法，通过以二维码的形式给控制点打上地理信息标签，能自动识别控制点二维码标志中所蕴含的坐标，由拍摄设备对控制点进行拍摄以获取控制点上的二维码信息，并根据获取的二维码信息对拍摄设备在每个时刻的位置进行定位，避免了人工导入，提高了定位精度和遥感与摄影测量的工作效率，使得遥感与摄影测量的自动化进入一个新的阶段。
[0054]如图3所示，本发明实施例的基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位系统，基于摄影测量的原理，包括多个二维码地理信息标签单元10、遥感与航空摄影测量设备20和位置计算模块30。
[0055]具体来说，每个二维码地理信息单元10安装于对应的地面控制点上。其中，每个二维码地理信息单元10内记载有对应控制点的二维码信息，二维码信息包括控制点的坐标和属性信息。
[0056]在本发明的一个实施例中，二维码地理信息单元10采用以下方式制成:首先对每个具有坐标和属性信息的遥感与摄影测量控制点进行编码数据处理生成二维码地理信息。控制点可以是遥感地面测量控制点、航空摄影测量/激光雷达控制点、房顶/地面应急救援标志、城市资产(消防设备等)、建筑物等。坐标可以为控制点所在位置的经度、维度和海拔高度，也可以为地方坐标系中的坐标，如(Χ，Y，Z)。属性信息为控制点的测量点号。然后将二维码地理信息制成遥感与摄影测量设备能识别的材料并安装在相应的地面控制点上。
[0057]具体来说，二维码地理信息单元10的安装位置是有坐标信息的位置，并且易于安装即可。
[0058]遥感与航空摄影测量设备20用于通过拍摄以获取多个具有二维码信息的控制点的图像，并提取控制点的坐标与属性。其中，遥感与航空摄影测量设备20可以为拍摄设备。
[0059]在本发明的示例中，遥感与航空摄影测量设备20可以静止状态或运动状态。SP，遥感与航空摄影测量设备20可以固定于某个位置进行拍摄，也可以安装在运动物体上进行拍摄。遥感与航空摄影测量设备20例如可以为相机等，也可以为车载、船载、机载系统。
[0060]遥感与航空摄影测量设备20可以对每个图像设置时间戳，其中遥感与航空摄影测量设备20可以根据自身时钟对拍摄的每个图像设置时间戳。例如，遥感与航空摄影测量设备20每秒可以拍十几张照片，实际上每个时刻可以看成是一个静止的图像。
[0061]位置计算模块30用于采用解释空中三角测量方法解算出被测物的目标点坐标。
[0062]从拍摄设备拍摄20的多个图像中筛选出拍摄有二维码地理信息单元10的图像，对二维码地理信息单元10中的二维码信息进行解析以获取对应的控制点的坐标信息和属性信息，并根据图像的时间戳获取该图像的拍摄时刻。位置计算模块30根据至少一组由二维码地理信息单元10的图像解析得到的控制点的坐标信息和属性信息以及该二维码地理信息单元10的图像拍摄时刻，采用解释空中三角测量方法计算拍摄设备20在对应的拍摄时刻下的位置信息。即，采用相应的软件解码出该二维码中所包含的地理坐标与属性信息用于遥感与摄影测量的计算，解算出被测物的目标点坐标。
[0063]根据本发明实施例的基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位系统，通过以二维码的形式给控制点打上地理信息标签，能自动识别控制点二维码标志中所蕴含的坐标，由拍摄设备对控制点进行拍摄以获取控制点上的二维码信息，并根据获取的二维码信息对拍摄设备在每个时刻的位置进行定位，避免了人工导入，提高了定位精度和遥感与摄影测量的工作效率。本发明可以自动获取遥感与摄影测量控制点坐标和属性，实现对控制点坐标信息的自动识别，从而推进遥感与摄影测量的自动化发展，使得遥感与摄影测量的自动化进入一个新的阶段。
[0064]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0065]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
【权利要求】
1.一种基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法，其特征在于，包括如下步骤: 对每个具有坐标和属性信息的遥感与摄影测量控制点进行编码数据处理生成二维码地理信息； 将二维码地理信息制成遥感与摄影测量设备能识别的材料并安装在相应的地面控制点上； 利用拍摄设备拍摄多个具有二维码信息的控制点的图像，并提取所述控制点的坐标与属性； 采用解释空中三角测量方法解算出被测物的目标点坐标。
2.如权利要求1所述的基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法，其特征在于，所述属性信息为所述控制点的测量点号。
3.如权利要求1所述的基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法，其特征在于，所述控制点为静止状态。
4.一种基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位系统，其特征在于，包括: 多个二维码地理信息单元，每个所述二维码地理信息单元安装于对应的地面控制点上，其中，每个二维码地理信息单元内记载有对应控制点的二维码信息，所述二维码信息包括所述控制点的坐标和属性信息； 遥感与航空摄影测量设备，通过拍摄以获取多个具有二维码信息的控制点的图像，并提取所述控制点的坐标与属性； 位置计算模块，用于采用解释空中三角测量方法解算出被测物的目标点坐标。
【文档编号】G01C11/00GK103884335SQ201410140605
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】倪涵 申请人:北京数联空间科技股份有限公司