专利名称：一种与影像同步变化的投影数字高程模型制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与影像同步变化的投影数字高程模型制作方法。
背景技术：
众所周知，我们可以利用相机摄影，将三维真实世界纪录在二维相片之中，通过相片，我们可以从2维的角度去观察世界，但是如何从单张相片中了解到相片所纪录的物体的高程信息呢？如果我们能够从相片中直接得到其对应的物体的高程信息，将大大促进测绘领域获得数字线划图，正射影像的速度和效率。这一点现有的技术还无法做到。从20世纪90年代初期至今，机载激光雷达已经走过了将近20年，现今大多数 Lidar系统都搭载了一个相机，用来纪录测图中的影像信息，为后期的DOM (数字正射影像) 的制作提供可能。另外机载Lidar系统(机载雷达系统)也提供了 POS系统(高精度定位定向系统)，可以得到摄影时刻的方位元素，而Lidar系统可以快速获取大量的地物点，方面获取地物的高程信息，这些技术为我们生成与影像点位同步变化的高程模型提供了可能。现今存在的高程模型主要有两类，一是DEM (Digital elevation Model数字高程模型)，一是 DSM (Digital Surface Model 数字表面模型)。DEM是一定范围内规则格网点的平面坐标(X，Y)及其高程(Z)的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集(包括采样和量测)，然后进行数据内插而形成的。DEM是对地貌形态的虚拟表示，可派生出等高线、坡度图等信息，也可与DOM (数字正射影像图)或其它专题数据叠加，用于与地形相关的分析应用，同时它本身还是制作DOM的基础数据。DSM是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度的地面高程模型。和DEM相比，DEM 只包含了地形的高程信息，并未包含其它地表信息，DSM是在DEM的基础上，进一步涵盖了除地面以外的其它地表信息的高程。在一些对建筑物高度有需求的领域，得到了很大程度的重视。其最真实地表达地面起伏情况，可广泛应用于各行各业。与DSM同步的影像应该为真正射影像，获得真正射影像还处于理论研究阶段。现在生产过程中的正射影像是由DEM做为模型生成的，所以生成的正射影像点位与高程除了在少数裸露地面处外，其他地方都不是一一对应的，可以说现在的正射影像由于并未消除投影差，在存在地物的地方，无法获得地物对应的真实坐标。
发明内容
本发明主要是解决存在的上述问题，提供一种联合影像方位元素和物方三维点云数据，生成与影像对应的数字高程模型的方法，可以让二维影像上点的位置与该模型的三维坐标一一对应，精确获得对应点位的真实高程值和平面坐标。本发明的技术方案为与影像同步变化的投影数字高程模型制作方法，包括以下步骤
步骤1，导入影像内外方位元素、数字高程模型和数字表面模型；所述影像内外方位元素包括相机内方位元素&和％、相机焦距f、影像的外方位线元素m和外方位角元素 Ψ、Φ、κ ；
步骤2，数字表面模型中每个物方点这腿J跡Z腿·}与摄影中心S之间构成
的连线记为连线^Piaf与数字高程模型的交点记为(XJ^nm)，基于共线方
程求出交点‘的平面坐标(U),用所得交点吣的平面坐标(足Γ)代替相应物方点
pBm (XD!M ‘ iW，zDm)的平面坐标，得到点尸(U，Zikm - Zsm)；
所述的共线方程是以下公式
权利要求
1. 一种影像同步变化的投影数字高程模型制作方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤1，导入影像内外方位元素、数字高程模型和数字表面模型；所述影像内外方位元素包括相机内方位元素&和％、相机焦距f、影像的外方位线元素Ws和外方位角元素
2.如权利要求1所述影像同步变化的投影数字高程模型制作方法，其特征在于所述数字表面模型采用物方点云数据。
全文摘要
本发明涉及一种与影像同步变化的投影数字高程模型制作方法，提供一种联合影像内外方位元素、DEM数据和DSM数据，生成与影像对应的数字高程模型的方法，可以让二维影像上点的位置与该模型的三维坐标一一对应，精确获得对应点位的真实高程值和平面坐标。应用本发明技术方案，对于任何一个影像都可以得到它对应的表面坐标和地面坐标，从而可以利用正射影像测图而不使用立体影像观测。
文档编号G06T17/05GK102509354SQ20111035431
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者孙明伟, 张祖勋, 朱俊锋, 胡翔云 申请人:武汉大学