一种地面摄影单像解析计算的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种地面单片摄影解析计算的方法，特别是全站仪结合CCD镜头地面 摄影测量相片解析的方法。 二、 技术背景
[0002] 到目前为止，林业调查中大多数情况下都需要人为亲自的观测，这就需要更多的 人力和物力，在森林资源调查时人工的观测费事费力，效率不是很高，对于危险地形也需要 人工去完成，这给林业工作带来了很大的风险。摄影测量在林业上面的应用有助于减少外 业的工作量和难度，增加林业调查的效率和精度。 三、
【发明内容】
[0003] 为了改变现有的人为进行林业调查的风险，费时费力等的缺点，本发明的目的是 克服地形地势、天气状况等影响，从而使外业测量调查工作高效率，高质量的完成。通过全 站仪配合CCD镜头进行地面摄影单片解析技术提高外业测量过程中效率。
[0004] 本发明的目的是这样实现的：
[0005] 使用全站仪结合定焦CCD镜头，采用水平摄影的方式对目标地物进行摄影，得到 单张相片；CCD镜头的焦距f为已知，像点的像平面坐标为Ul、Vl，所对应物点的物方坐标为
1、Zi，根据共线条件方程，得到像点坐标与物点坐标之间的关系式 再根据 t 已知的条件联立方程式，求解未知变量，进而解算相片内Xi、Yi、Zi的物方点的坐标。
[0006] 本项发明具有以下优点：
[0007] ①提高了外业林业测量的工作效率及精度；
[0008] ②克服了外业调查的多重环境阻碍问题；
[0009] ③降低了野外调查的经济投入；
[0010] ④简化了外业调查的方式； 四、
【具体实施方式】：
[0011] 全站仪结合CCD镜头的地面单片摄影测量技术与现有测量技术不同，具体是：
[0012] ①任意地形条件下，在摄影区域内使用激光扫平仪来确定水平平面，激光扫平 仪的激光在摄影像片上呈现出与地物相交的状态，且交点都处在同一高度的水平面上； 已知摄影像片内某点距扫平平面的垂直距离为Η或已知某竖直地物的实际高度为H，此 时与
联立可以得到方程组 从而可以求解出物点的Y坐标
J
再将Y值代入关系式①中，解得物点的X坐标为 物点的z坐标为 y \
[0013] ②在近水平地形条件下，采用水平摄影方式，若在摄影相片内已知某段物体
水平方向的长度为AD，此时与
联立可以得到方程组· 解得
9
再将Y值代入关系式①中，解得物点的X坐标为 物点的Z坐标为 t N 〇 〇
[0014] ③将已知焦距为f的定焦C⑶镜头与全站仪组合，保证两者的主光轴平行且中心 在同一直线上。在近水平地形条件下，使用全站仪测定任意空间范围的两个特征点坐标 (Xp Yi，Zi)和（X2, Y2, Z2)，并使用（XD镜头进行水平摄影；根据基本的空间几何知识可以得 到空间直线方程
|再将该式与」
·联立解出物点的X坐标
为 物点的Y坐标为 物点的Z坐 > 、 标为'
[0015] ④将已知焦距为f的定焦C⑶镜头与全站仪组合，保证两者的主光轴平行且中心 在同一直线上。在近水平地形条件下，已知在摄影范围内存在垂直平面，在该平面上使用全 站仪测定至少两个特征点的坐标（Xi，I，和（X2, Y2, Z2)，并使用(XD镜头进行水平摄影； 根据空间几何知识可以确定该垂直面的水平投影线的方程为Yi= aXfb ;联立
可以得到方程组，解得物点的X坐标为 物点的Y坐标为 将Y代入关
> 系式①中解出物点的z坐标为
[0016] ⑤将已知焦距为f的定焦C⑶镜头与全站仪组合，保证两者的主光轴平行且中心 在同一直线上。在近水平地形条件下，使用全站仪对任意的空间平面使用全站仪测定至少 三个特征点（Xi，Yi，ZJ、（X2, Y2, Z2)和（X3, Y3, Z3)，并使用C⑶镜头进行水平摄影，假设特 征点所在的空间平面方程为Z1= aX i+bYjc，代入三点坐标可以求得平面方程系数a，b，c ; 将平面方程和.
联立可以解得物点的X坐标为
，物点的Y坐标为
，物点的Z坐标为
【主权项】
1. 一种地面摄影单像解析计算的方法，其特征是：用定焦的CCD镜头，对目标物进行 摄影，得到单张像片；CCD镜头的焦距f为已知，像点的像平面坐标为 Ul、V1，所对应物点 的物方坐标为Xp Yp Z1，根据共线条件方程，得到像点坐标与物点坐标之间的关系式①：2. 依据权利要求1在某一区域中心安置激光扫平仪，激光扫平仪发射的激光水平面与 周围地物存在交线，此时，使用CCD镜头进行摄影，使得所摄像片内包含此交线；若此时已 知像片内某点距扫平平面的垂直距离为H，或已知某竖直地物的实际高度为H，则由关系式 ①得到方程组解得物点的Y坐标再将Y值代入关系式①中， 解得物点的X坐标为物点的Z坐标为3. 依据权利要求1在近水平地形条件下使用CCD镜头进行摄影，采用水平摄影方 式，若在摄影相片内已知某段物体水平方向的长度为A D，则根据关系式①可以得到方程组 解得 再将Y值代入关系式①中，解得物点的X坐标为 '4. 依据权利要求1将已知焦距为f的定焦CCD镜头与全站仪组合，保证两者的主光轴 平行且中心在同一直线上；在近水平地形条件下，使用全站仪测定任意空间范围的两个特 征点坐标（XpYpZ 1)和（X2，Y2, Z2)，并使用CXD镜头进行水平摄影；根据基本的空间几何知 识可以得到空间直线方程再将该式与关系式①联立解出物点的 X坐标为物点的Y坐标为物点 的Z坐标为O5. 依据权利要求1将已知焦距为f的定焦CCD镜头与全站仪组合，保证两者的主光轴 平行且中心在同一直线上；在近水平地形条件下，已知在摄影范围内存在垂直平面，在该 平面上使用全站仪测定至少两个特征点的坐标（X 1, Y1, Z1)和（X2, Y2, Z2)，并使用C⑶镜头 进行水平摄影；根据空间几何知识可以确定该垂直面的水平投影线的方程为Y1=SXfb ;联 立关系式①可以得到方程组，解得物点的X坐标为物点的Y坐标为将Y代入关系式①中解出物点的Z坐标为。_6. 依据权利要求1将已知焦距为f的定焦CCD镜头与全站仪组合，保证两者的主光轴 平行且中心在同一直线上；在近水平地形条件下，使用全站仪对任意的空间平面使用全站 仪测定至少三个特征点（X 1, Y1, Z1)、（X2, Y2, Z2)和（X3, Y3, Z3)，并使用C⑶镜头进行水平摄 影，假设特征点所在的空间平面方程为Z1= aX i+bYjc，代入三点坐标可以求得平面方程系 数a，b，c ;将平面方程和关系式①联立可以解得物点的X坐标为物点的Y 坐标为物点的Z坐标为
【专利摘要】本发明公布了一种地面摄影单像解析计算的方法。该发明是利用全站仪结合定焦CCD镜头通过水平摄影方式进行拍摄单张相片，相片内需包括能够用于解算相片的已知条件，根据已知条件结合摄影测量原理公式联立方程组进而达到解算相片物方点的坐标的目的。实现了通过单片地面摄影进行相片解析的方法，从而简化外业调查，提高外业工作效率以及调查的精度。
【IPC分类】G01C11/04, G01C15/00
【公开号】CN105352484
【申请号】CN201510653656
【发明人】冯仲科, 闫飞凡
【申请人】北京林业大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月12日