一种Web地图实时生成方法及图像处理服务器与流程

本发明涉及计算机图像处理及web地图领域，更具体地，涉及一种web地图实时生成方法及图像处理服务器。

背景技术：

目前基于无人机摄影的地图数据采集，因其效率高、数据处理自动化程度高、费用成本低等诸多有利因素，已经成为现代测绘地理信息数据获取的主要途径。

但现阶段基于无人机的地图数据获取与应用，还存在着一个较为突出的技术问题：无人机在目标区域航飞完成摄影采集之后，往往需要利用存储卡以拷贝的方式将原始数据转移到计算机上，通过摄影测量处理系统辅以人工交互等一系列后期处理，生成地图成果，再将成果地图数据提供应用。例如若此地图成果需要集成到web应用系统中，则需另外对该地图进行web地图发布，才能在基于web的gis系统中得以应用。由此，无人机所采集数据的应用显得较为滞后，无法实时在应用端获取到地图成果。

技术实现要素：

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种web地图实时生成方法及图像处理服务器。

根据本发明的第一方面，提供了一种基于无人机图像的web地图实时生成方法，包括：

接收无人机实时推送的目标区域的航拍数据；

根据目标区域的航拍数据，生成目标区域地图坐标的栅格数据，推送至web地图服务器，以使得web地图服务器根据目标地图坐标的栅格数据，生成目标区域的web地图，以供web应用端进行浏览及在线数据分析。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

可选的，所述无人机实时推送的目标区域的航拍数据包括第一数据包和第二数据包；

所述第一数据包包括无人机飞行任务航线矢量、相机参数和目标地图坐标系，所述第二数据包包括航拍的目标区域的每一张图像、无人机的相对行高和每一张图像的中心点坐标。

可选的，所述接收无人机实时推送的目标区域的航拍数据之后还包括：

根据所述第一数据包中的无人机飞行任务航线矢量确定航线数目；

根据所述航线数目确定最小数据处理单元，所述最小数据处理单元为每次处理的预设范围的航拍数据。

可选的，所述根据所述航线数目确定最小数据处理单元包括：

若所述航线数目为1，则提取覆盖航线方向的预设长度范围内的航拍数据作为最小数据处理单元；

若所述航线数目大于1，则提取相邻两条航线的所有的航拍数据作为最小数据处理单元。

可选的，所述根据目标区域的航拍数据，生成目标区域地图坐标的栅格数据，推送至web地图服务器包括：

对最小数据处理单元中的每一张图像进行定位；

对于定位后的每一张图像，进行像素重采样，对于重合部分的像素求取平均值，生成栅格地图数据；

将所述栅格地图数据推送至web地图服务器。

可选的，所述对最小数据处理单元中的每一张图像进行定位包括：

从所述第一数据包中提取相机参数和无人机的相对行高，所述相机参数包括感光元件尺寸、分辨率和相机焦距；

将每一张图像的中心点坐标转换为高斯平面坐标；

根据每一张图像的中心点的高斯平面坐标、相机参数和无人机的相对行高，计算每一张图像的四个角点坐标，以对每一张图像进行定位。

可选的，所述根据每一张图像的中心点的高斯平面坐标、相机参数和无人机的相对行高，计算每一张图像的四个角点坐标，以对每一张图像进行定位包括：

每一张图像的四个角点坐标的计算公式分别为：

p1＝(xn+px*ax*hn/2f,yn+py*ay*hn/2f)；

p2＝(xn-px*ax*hn/2f,yn+py*ay*hn/2f)；

p3＝(xn-px*ax*hn/2f,yn-py*ay*hn/2f)；

p4＝(xn+px*ax*h/2f,yn-py*ay*h/2f)；

其中，ax，ay为相机感光元件的尺寸，px*py为相机的分辨率，f为相机焦距，hn为无人机的相对行高，(xn,yn)为每一张图像的中心点的高斯平面坐标。

可选的，所述以使得web地图服务器根据目标地图坐标的栅格数据，生成目标区域的web地图包括：

在web地图服务器上构建目标区域地图的数据框架；

将生成的栅格地图数据传入web地图服务器，以使得web地图服务器将栅格地图数据填入数据框架中，生成web地图。

可选的，还包括：

根据web应用端的地图数据请求，web地图服务器将对应的web地图下发给所述web应用端；

其中，在web应用端设置定时刷新频率，根据所述定时刷新频率，web应用端向web地图服务器发送地图数据请求。

根据本发明的第二方面，提供一种图像处理服务器，包括：

接收模块，用于接收无人机实时推送的目标区域的航拍数据；

生成模块，用于根据目标区域的航拍数据，生成目标区域地图坐标的栅格数据，推送至web地图服务器，以使得web地图服务器根据目标地图坐标的栅格数据，生成目标区域的web地图，以供web应用端进行浏览及在线数据分析。

根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现基于无人机图像的web地图实时生成方法的步骤。

根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现基于无人机图像的web地图实时生成方法的步骤。

本发明提供的一种web地图实时生成方法及图像处理服务器，接收无人机实时推送的目标区域的航拍数据；根据目标区域的航拍数据，生成目标区域地图坐标的栅格数据，推送至web地图服务器，以使得web地图服务器根据目标地图坐标的栅格数据，生成目标区域的web地图，以供web应用端进行浏览，能够对无人机飞行区域实时构建web地图，使之采集影像地图能够在基于web的应用系统中得到呈现或者进行栅格影像分，从而在web系统中实现无人机“所飞即所得”的实时地图展示效果。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于无人机图像的web地图实时生成方法流程图；

图2为本发明提供的一种基于无人机图像的web地图实时生成方法的整体流程图；

图3是本发明提供的一种图像处理服务器结构示意图；

图4为本发明提供的一种基于无人机图像的web地图实时生成系统结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种可能的电子设备的硬件结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种可能的计算机可读存储介质的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1为本发明实施例提供的一种基于无人机图像的web地图生成方法流程图，如图1所示，所述方法包括：101、接收无人机实时推送的目标区域的航拍数据；102、根据目标区域的航拍数据，生成目标区域地图坐标的栅格数据，推送至web地图服务器，以使得web地图服务器根据目标地图坐标的栅格数据，生成目标区域的web地图，以供web应用端进行浏览及在线数据分析。

可以理解的是，针对传统的对航拍数据的线下处理，不能满足实时性要求的缺陷，本发明提供一种能够实时在线对无人机的航拍数据进行处理的方法，能够根据无人机实时航拍的影响数据生成web地图，能够在web端实时地图的浏览和展示，也可以在web端实现在线数据分析。

具体为，在无人机上配置一个数据发送模块，该数据推送模块可用于通过5g网络实时向指定的图像处理服务器推送目标飞行区域的航拍数据，其中，图像处理服务器可以理解为地面服务器。

图像处理服务器接收到无人机推送的目标区域的航拍数据，经过一定的处理，生成目标区域地图坐标的栅格数据，将生成的栅格数据推送至web地图服务器。web地图服务器根据目标地图坐标的栅格数据，生成目标区域的web地图，以供web应用端进行浏览。

本发明能够对无人机飞行区域实时构建web地图，使之采集影像地图能够在基于web的应用系统中得到呈现或者进行栅格影像分，从而在web系统中实现无人机“所飞即所得”的实时地图展示效果。

在一种可能的实施例方式中，无人机实时推送的目标区域的航拍数据包括第一数据包和第二数据包；第一数据包包括无人机飞行任务航线矢量、相机参数和目标地图坐标系，第二数据包包括航拍的目标区域的每一张图像、无人机的相对行高和每一张图像的中心点坐标。

可以理解的是，无人机向图像处理服务器发送的目标区域的航拍数据主要包括飞行任务区边界、目标地图坐标系，规划航线矢量数据、航线方向速度，航摄仪参数以及所拍摄每幅图像的航向角、航高、相片像素大小等，以供图像处理服务器后续进行处理。

具体的，在带rtk(real-timekinematic，实时动态定位)装置的无人机上配置一个数据发送模块，以嵌入式系统方式实现从无人机读取数据并发送：首先获取数据包taskdata＝{飞行任务航线矢量、相机参数(感光元件尺寸、分辨率)、目标地图坐标系}，然后持续扫描存储卡上的图像数据，构建图像数据包datan＝{相片pn、相对行高hn、中心点坐标(bn,ln)}，以数据流方式向图像处理服务器发送数据configdata,data1,data2....datan，直至图像数据传送完毕，发送dataend标志。以下为描述方便，数据包taskdata称为第一数据包，图像数据包datan称为第二数据包。

在一种可能的实施例方式中，接收无人机实时推送的目标区域的航拍数据之后还包括：根据第一数据包中的无人机飞行任务航线矢量确定航线数目；根据航线数目确定最小数据处理单元，所述最小数据处理单元为每次处理的预设范围的航拍数据。

可以理解的是，根据第一数据包中的飞行任务航线矢量可以确定航线数目，根据航线数目确定图像处理服务器每次处理的最小数据处理数量。

其中，若航线数目为1，则提取覆盖航线方向的预设长度范围内的航拍数据作为最小数据处理单元，比如，提取覆盖航线方向50m长度的航拍数据作为最小数据处理单元。若航线数目大于1，则提取相邻两条航线的所有的航拍数据作为最小数据处理单元。

在一种可能的实施例方式中，根据目标区域的航拍数据，生成目标区域地图坐标的栅格数据，推送至web地图服务器包括：对最小数据处理单元中的每一张图像进行定位；对于定位后的每一张图像，进行像素重采样，对于重合部分的像素求取平均值，生成栅格地图数据；将栅格地图数据推送至web地图服务器。

其中，对最小数据处理单元中的每一张图像进行定位包括：从第一数据包中提取相机参数和无人机的相对行高，所述相机参数包括感光元件尺寸、分辨率和相机焦距；将每一张图像的中心点坐标转换为高斯平面坐标；根据每一张图像的中心点的高斯平面坐标、相机参数和无人机的相对行高，计算每一张图像的四个角点坐标，以对每一张图像进行定位。

可以理解的是，在确定了图像处理服务器的最小数据处理单元后，计算最小数据处理单元中的每一张图像的定位坐标，具体包括以下步骤：

(1)从taskdata中获取无人机相机感光元件尺寸为ax毫米*ay毫米，分辨率为px*py，相机焦距f毫米；

(2)将每一张图像的中心点坐标(bn,ln)转换至高斯平面坐标(xn,yn)，获取无人机的相对航高为hn米；

(3)以图像的东北角点编号为1，角点按逆时针方向依次编号为p1、p2、p3和p4，每一张图像的四个角点坐标的计算公式分别为：

p1＝(xn+px*ax*hn/2f,yn+py*ay*hn/2f)；

p2＝(xn-px*ax*hn/2f,yn+py*ay*hn/2f)；

p3＝(xn-px*ax*hn/2f,yn-py*ay*hn/2f)；

p4＝(xn+px*ax*h/2f,yn-py*ay*h/2f)；

其中，ax，ay为相机感光元件的尺寸，px*py为相机的分辨率，f为相机焦距，hn为无人机的相对行高，(xn,yn)为每一张图像的中心点的高斯平面坐标。

计算得到了每一张图像的四个角点作为p1、p2、p3和p4，即实现了对每一张图像的定位。

在一种可能的实施例方式中，所述以使得web地图服务器根据目标地图坐标的栅格数据，生成目标区域的web地图包括：在web地图服务器上构建目标区域地图的数据框架；将生成的栅格地图数据传入web地图服务器，以使得web地图服务器将栅格地图数据填入数据框架中，生成web地图。

可以理解的是，对于定位后的每一张图像，对于所有的图像，按照地理定位进行像素重采样，重合部分像素取平均值，生成栅格图像image，将image高斯平面坐标系转换为目标地图坐标系，得到imager。

将imager添加至web地图服务器imageraster中，其中imageraster已作为栅格数据源使用wms协议进行web地图服务发布。其中，web地图服务器预先构建好目标区域地图的数据框架，将地图数据框架进行发布。然后将图像处理服务器推送的栅格数据填充地图数据框架，生成对应的web地图。

在一种可能的实施例方式中，还包括：根据web应用端的地图数据请求，web地图服务器将对应的web地图下发给所述web应用端；其中，在web应用端设置定时刷新频率，根据所述定时刷新频率，web应用端向web地图服务器发送地图数据请求。

可以理解的是，在web地图服务器生成并发布了web地图后，在web应用端通过javascript等以wms协议方式访问web地图，该web地图作为一个应用图层叠加到现有基础底图的上层，通过界面交互刷新地图，或设置定时刷新，即可以浏览到飞行区域实时更新的影像地图，直观与现有历史地图进行对比分析，可以用于抢险救灾、应急测绘等分析决策领域。

参见图2，对本发明提供的基于无人机图像的web地图实时生成方法进行整体描述，在无人机上配置数据发送模块，可通过无线网络将飞行区域的航拍数据发送给地面的图像处理服务器。其中，航拍数据主要包括飞行任务航线矢量、相机参数(包括感光元件尺寸和分辨率)、拍摄的图像数据(包括每一张图像、无人机的相对行高和每一张图像的中心点坐标)和目标地图坐标系。

图像处理服务器根据航拍数据中的飞行任务航线矢量确定航线数目，根据航线数目确定最小数据处理单元。比如，当航线数目为1时，取覆盖航线方向50m长度的航拍数据为最小数据处理单元；如果航线数目大于1，则取相邻两条航线的所有的图像数据作为最小数据处理单元。

图像处理服务器对最小数据处理单元中的每一张图像进行去畸变、四角定位处理，最后融合，对重叠部分取像素均值，生成该最小数据处理单元的影像栅格地图，将该栅格地图转换为目标地图坐标系，将转换后的影像栅格地图推送至web地图服务器，在web地图服务器上生成web地图。web应用端通过javascript等以wms协议方式访问web地图，并设置定时刷新，即可以浏览到飞行区域实时更新的影像地图。

本发明提供的基于无人机图像的web地图实时生成方法，针对目前的应用滞后问题进行了改进：一方面，通过在无人机上添加数据推送模块，实时将飞行区域边界、规划航线矢量数据、每幅图像及其中心点坐标、图像像素大小、相对行高等数据通过5g等通讯链路发送给地面服务器(图像处理服务器)，图像处理服务器实时接收处理图像数据，并按事先设定的图像阈值数为最小处理单元，持续接收数据构建影像地图；另一方面，地面图像处理服务器将处理融合后的影像地图实时添加到web地图服务器指定栅格数据源，当应用端通过ogc标准地图协议以一定的刷新频率向web地图服务器请求web地图时，因数据源已经发生更新，即可在地图区域呈现出实时更新的飞行区地图。

参见图3，提供了一种图像处理服务器，包括接收模块301和生成模块302，其中：

接收模块301，用于接收无人机实时推送的目标区域的航拍数据；

生成模块302，用于根据目标区域的航拍数据，生成目标区域地图坐标的栅格数据，推送至web地图服务器，以使得web地图服务器根据目标地图坐标的栅格数据，生成目标区域的web地图，以供web应用端进行浏览及在线数据分析。

可以理解的是，本发明提供的图像处理服务器与前述各实施例提供的基于无人机图像的web地图实时生成方法相对应，图像处理服务器的相关技术特征可参考基于无人机图像的web地图实时生成方法的相关技术特征，在此不再重复说明。

参见图4，提供一种基于无人机图像的web地图实时生成系统，包括无人机401、图像处理服务器402、web地图服务器403和web应用端404，其中：

无人机401，用于将目标区域的航拍数据发送给图像处理服务器402；

图像处理服务器402，用于接收无人机实时推送的目标区域的航拍数据；以及根据目标区域的航拍数据，生成目标区域地图坐标的栅格数据，推送至web地图服务器403；

web地图服务器403，用于根据目标地图坐标的栅格数据，生成目标区域的web地图；以及根据web应用端的地图数据请求，web地图服务器将对应的web地图下发给所述web应用端404；

web应用端404，用于设置定时刷新频率，根据所述定时刷新频率，向web地图服务器发送地图数据请求；以及接收web地图服务器403下发的web地图，对web地图进行浏览和展示。

请参阅图5，图5为本发明提供的电子设备的实施例示意图。如图5所示，本发明提了一种电子设备，包括存储器510、处理器520及存储在存储器520上并可在处理器520上运行的计算机程序511，处理器520执行计算机程序511时实现以下步骤：接收无人机实时推送的目标区域的航拍数据；根据目标区域的航拍数据，生成目标区域地图坐标的栅格数据，推送至web地图服务器，以使得web地图服务器根据目标地图坐标的栅格数据，生成目标区域的web地图，以供web应用端进行浏览及在线数据分析。

请参阅图6，图6为本发明提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。如图6所示，本实施例提供了一种计算机可读存储介质600，其上存储有计算机程序611，该计算机程序611被处理器执行时实现如下步骤：接收无人机实时推送的目标区域的航拍数据；根据目标区域的航拍数据，生成目标区域地图坐标的栅格数据，推送至web地图服务器，以使得web地图服务器根据目标地图坐标的栅格数据，生成目标区域的web地图，以供web应用端进行浏览及在线数据分析。

需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包括这些改动和变型在内。