一种航空摄影外业的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空摄影测量领域，特别是涉及一种航空摄影外业的方法及装置。
【背景技术】
[0002]传统面阵相机航空摄影航线及曝光点设计时，一般以该摄区内若干具有代表性的地面高点平均高程和地面低点平均高程之和的二分之一作为基准面高程，或人工估算输入此地的基准面高程;基于此基准面，根据测区所需的地面分辨率，相机的焦距和CCD(电荷耦合元件，Charge-coupled Device)像元大小、CCD面阵尺寸，旁向和航向重叠度，确定航线相对航高及绝对航高、航向间距和旁向间距;基于固定的旁向间距进行航线设计，基于固定的航向间距进行曝光点位置生成，而后对测区内高点处的航向及旁向重叠度人工进行核算和验证，当此地面高点的旁向重叠度不满足要求时，在此两条航线之间添加一条航线；当曝光点间航向重叠度不满足要求时，在两曝光点之间人工插入曝光点；从而使整个测区内设计的曝光点的航向及旁向重叠度满足规范要求。
[0003]对于现有技术的上述方法，其存在如下缺点:1.设计效率低。传统的航线及曝光点设计模式，需要人工干预，手动进行调整，设计效率低，工作量大。2.曝光点间的重叠度不均匀，设计精度差。传统的航线及曝光点基于固定航向间距和旁向间距自动生成后，而后靠手动进行添加辅助航线和额外的曝光点，此种设计在地形起伏较大时，设计的重叠度不均匀，而手工调整的精度较差。
[0004]因此，现有技术中航空摄影方法都需要人工干预，设计效率较低，设计精度差，没有一种能够自动调整航空摄影航线及曝光点设计的航空摄影方法。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种航空摄影外业的方法及装置，用以解决现有技术航空摄影计划设计效率较低，设计精度差，没有一种能够自动调整航空摄影航线及曝光点设计的航空摄影外业设计的问题。
[0006]为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种航空摄影外业的方法，包括:确定测区范围，获取待测区域的DEM(数字高程模型)数据;基于航线设计方向，获取初始航线与所述测区的交点，以确定该航线的起点坐标和终点坐标;将所述起点坐标设置为航线上起始曝光点，根据所述DEM数据和预估的下一个曝光点坐标，计算两曝光点处航片的实际航向重叠度，根据重叠度要求通过反复迭代移动预估的曝光点，使重叠度满足设计要求，依次计算所述航线上各曝光点的坐标，直到当前计算的曝光点坐标大于该航线终点坐标时，停止曝光点的计算，并确定所述当前计算的曝光点为该航线上的最后一个曝光点；以所述初始航线及所述DEM数据计算的旁向重叠度作为约束依次敷设航线，直到敷设的当前航线的旁向方向坐标值不位于测区旁向方向最大和最小坐标值之间时，停止航线敷设，并确定所述当前航线为所述测区内的最后一条航线;根据确定的所有航线和每条航线上的各个曝光点进行航空摄影外业。
[0007]进一步，获取初始航线方向与所述测区的交点，以确定该航线的起点坐标和终点坐标之前，还包括:根据航线敷设方向进行坐标系旋转，以使得旋转后坐标系的X轴平行于敷设的航线;确定航线方向为坐标系的X轴，以及确定航线的旁向方向为坐标系的Y轴。
[0008]进一步，根据确定的所有航线和每条航线上的各个曝光点进行航空摄影外业之前，还包括:通过旋转矩阵进行坐标系反变换，重新确定新的航线及曝光点坐标，以将航线曝光点坐标变换为地图投影坐标系下坐标。
[0009]进一步，将所述起点坐标设置为航线上起始曝光点，根据所述DEM数据和预估的下一个曝光点坐标，计算两曝光点处航片的实际航向重叠度，根据重叠度要求通过反复迭代移动预估的曝光点，使重叠度满足设计要求，依次计算所述航线上各曝光点的坐标，直到当前计算的曝光点坐标大于该航线终点坐标时，停止曝光点的计算，并确定所述当前计算的曝光点为该航线上的最后一个曝光点，包括:
[0010]根据航线的所述起点坐标确定第一个曝光点，并基于预设参考基准面确定下一个曝光点作为第二个曝光点;基于共线方程数学模型求解所述第一个曝光点和第二个曝光点的地面覆盖范围，以确定覆盖范围交集间最窄处的长度Lx-MIN，并将所述覆盖范围交集中地形最高点作为当前新的基准面高度;将所述长度Lx-M1WP所述当前新的参考基准面下的航向幅宽Lx相除，以Lx-min/Lx确定为最小航向重叠度Px-MIN;确定所述最小航向重叠度Px-MIN与预设的设计重叠度Px的重叠度差值，并判断所述重叠度差值绝对值和预设重叠度阈值大小关系;在所述重叠度差值绝对值大于所述预设重叠度阈值时，将(Px-min-Px-plan)*Lx作为X方向位置调整量，以对当前曝光点位置进行调整，并再次计算重叠度差值，与上述预设重叠度阈值比较大小关系；在所述重叠度差值小于所述预设重叠度阈值的情况下，将当前曝光点确定为参考曝光点，并继续根据当前新的基准面高度和所述参考曝光点确定下一个曝光点，直到当前计算的曝光点坐标大于该航线终点坐标时，停止曝光点的计算，并确定所述当前计算的曝光点为该航线上的最后一个曝光点。
[0011]进一步，以所述初始航线及所述DEM数据计算的旁向重叠度作为约束依次敷设航线，直到敷设的当前航线的旁向方向坐标值不位于测区旁向方向最大和最小坐标值之间时，停止航线敷设，并确定所述当前航线为所述测区内的最后一条航线，包括:
[0012]根据测区范围确定第一条航线位置和根据参考基准面下的航向间距确定第二条航线位置;通过虚拟推扫成像方式，根据第一条航线的起点坐标和终点坐标，按照预定的步长确定采样点，并基于共线方程数学模型确定第一条航线和第二条航线的地面覆盖范围，以确定所述覆盖范围交集的最窄距离Ly-MIn;
[0013]获取所述覆盖范围交集内的地形最高点，以作为新的基准面高度，并计算所述新的基准面高度下的旁向幅宽Ly，以根据Ly-min/Ly确定此航线间实际的最小重叠度Qy-min ；确定所述实际的最小重叠度Qy-M1N和理论设计值Qy-pun的差值，以判断所述差值的绝对值是否小于设定的阈值;在所述差值的绝对值不小于所述设定的阈值的情况下，将第二条航线的旁向方向坐标值进行调整，调整量为(qy_min-qy_pun)*Ly，反复调整直至所述差值的绝对值小于所述设定的阈值时停止调整，并确定完成第二条航线的旁向方向坐标值的确定;基于所述第二条航线与测区的相交关系，确定所述第二条航线的起始坐标和终止坐标，以完成所述第二条条航线的确定；以所述第二条航线为基准，重复上述过程以确定第三条航线，直到敷设的当前航线的旁向方向坐标值不位于测区旁向方向最大和最小坐标值之间时，停止航线敷设，并确定所述当前航线为所述测区内的最后一条航线。
[0014]另一方面，本发明提供一种航空摄影外业的装置，包括获取模块，用于确定测区范围，获取待测区域的数字高程模型DEM数据;确定模块，用于获取初始航线方向与所述测区的交点，以确定初始航线的起点坐标和终点坐标;曝光点确定模块，用于将所述起点坐标设置为航线上起始曝光点，根据所述DEM数据和预估的下一个曝光点坐标，计算两曝光点处航片的实际航向重叠度，根据重叠度要求通过反复迭代移动预估的曝光点，使重叠度满足设计要求，依次计算所述航线上各曝光点的坐标，直到当前计算的曝光点坐标大于该航线终点坐标时，停止曝光点的计算，并确定所述当前计算的曝光点为该航线上的最后一个曝光点;航线确定模块，用于以所述初始航线及所述DEM数据计算的旁向重叠度作为约束依次敷设航线，直到敷设的当前航线的旁向方向坐标值不位于测区旁向方向最大和最小坐标值之间时，停止航线敷设，并确定所述当前航线为所述测区内的最后一条航线；拍照模块，用于根据确定的所有航线和每条航线上的各个曝光点进行航空摄影外业。
[0015]进一步，还包括:坐标系设定模块，用于根据航线敷设方向进行坐标系旋转，以使得旋转后坐标系的X轴平行于敷设的航线；确定航线方向为坐标系的X轴，以及确定航线的旁向方向为坐标系的Y轴。
[0016]进一步，还包括:坐标系变换模块，用于通过旋转矩阵进行坐标系反变换，重新确定新的航线及曝光点坐标，以将航线曝光点坐标变换为地图投影坐标系下坐标。
[0017]进一步，所述曝光点确定模块，还用于根据航线的所述起点坐标确定第一个曝光点，并基于预设参考基准面确定下一个曝光点作为第二个曝光点；基于共线方程数学模型求解所述第一个曝光点和第二个曝光点的地面覆盖范围，以确定覆盖范围交集间最窄处的长度Lx-M1n，并将所述覆盖范围交集中地形最高点作为当前新的基准面高度;将所述长度Lx-MIN和所述当前新的参考基准面下的航向幅宽Lx相除，以Lx-min/Lx确定为最小航向重叠度Px-MIN;确定所述最小航向重叠度Px-MIN与预设的设计重叠度Px的重叠度差值，并判断所述重叠度差值和预设重叠度阈值大小关系;在所述重叠度差值绝对值大于所述预设重叠度阈值时，将(Px-min_Px-plan)*Lx作为X方向位置调整量，以当前曝光点位置进行