CN103366622A

CN103366622A - 一种航空摄影测量模拟系统

Info

Publication number: CN103366622A
Application number: CN2013102988035A
Authority: CN
Inventors: 赵旭阳; 张兵; 宋保平; 李艳芳; 王彦芹
Original assignee: Shijiazhuang University
Current assignee: Shijiazhuang University
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-07-17
Also published as: CN103366622B

Abstract

本发明涉及一种航空摄影测量模拟系统，其不但能将航空摄影测量模拟系统的航摄轨道装置根据需要随时调整航带位置，还将其与地面全要素地形、地物模型及航摄数据处理中心相结合，使其既能满足地图学、摄影测量学教学的需要还能够满足数字摄影测量学、遥感原理与方法等测绘科学与技术学科下的多门课程教学，还能为教师进行摄影测量方向的科学研究提供实验设备。

Description

一种航空摄影测量模拟系统

技术领域

本发明涉及一种模拟系统，具体涉及一种航空摄影测量模拟系统。

背景技术

随着科学技术的进步，摄影测量在社会建设、抗震救灾中以其无接触性、高精度、数据处理的快速与及时性，发挥着越来越不可替代的作用，但目前高校在摄影测量与遥感专业课程的教学中，相关课程的实习实践方式还比较落后，在已有的航空摄影测量模拟系统中，摄影测量轨道有的很单一，只有一条单轨，有的虽然有两条或三条航摄轨道，但轨道都是固定的，不能根据需要变动其位置，这些系统虽然基本满足了摄影测量课程的实践教学需要，但从学科整体上和科学研究上来讲还缺乏灵活性与完整性。

有鉴于此，需要发明一种航空摄影测量模拟系统解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种航空摄影测量模拟系统，其不但能将航空摄影测量模拟系统的航摄轨道装置根据需要随时调整航带位置，还将其与地面全要素地形、地物模型及航摄数据处理中心相结合，使其既能满足地图学、摄影测量学教学的需要还能够满足数字摄影测量学、遥感原理与方法等测绘科学与技术学科下的多门课程教学，还能为教师进行摄影测量方向的科学研究提供实验设备。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案为：

一种航空摄影测量模拟系统，包括模拟航空摄影测量部分，所述模拟航空摄影测量部分包括CCD相机、步进电机、精密滑轨，所述精密滑轨至少由一条直线轨道组成，所述直线轨道上设置有可延直线轨道滑动的滑动装置，所述滑动装置通过摆轴设置有摆架，所述摆架顶端固定有CCD相机，所述步进电机与所述滑动装置和摆轴电连接，与直线导轨平行的设置有步进电机的辅助牵引装置。

作为本发明进一步的改进，还包括地形和地物要素模型部分、摄影影像数据处理部分；

所述模拟航空摄影测量部分，用于连续摄影，获取航摄像片；

所述地形和地物要素模型部分，用于模拟真实自然界各要素；

所述数据处理部分，用于将所述模拟航空摄影测量部分所获取的影像数据或其它航空摄影像资料进行处理。

所述数据处理部分包括计算机软硬件、全数字摄影测量工作站软硬件、数字化测图软件、以及常规遥感和地理信息系统软件。

作为本发明的进一步改进，所述直线轨道包括两条直线轨道，分别为第一直线轨道和第二直线轨道，所述滑动装置两端分别设置于所述第一直线轨道和第二直线轨道上，所述步进电机通过前固定杆设置于所述第一直线轨道和第二直线轨道的前端，所述第一直线轨道和第二直线轨道的末端设置有后固定杆，在第一直线轨道和第二直线轨道之间平行设置有步进电机的辅助牵引装置，所述辅助牵引装置与所述滑动装置连接。

作为本发明的进一步改进，所述滑动装置上设置有电机，所述电机与所述摆轴连接。

作为本发明的进一步改进，所述步进电机上设置有第一行程开关，所述后固定杆上设置有第二行程开关，所述滑动装置前端设置有触抓，所述滑动装置末端设置有触抓。

作为本发明的进一步改进，所述地形和地物要素模型部分主要由山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖、河流等自然地理要素以及居民点、道路、农田、工厂等社会经济要素组成。

作为本发明的进一步改进，所述数据处理部包括数字线划地图(DLG)、数字正射影像图(DOM)和数字地形模型(DTM)的生产制作。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

本发明系统系统不但能将航空摄影测量模拟系统的航摄轨道装置根据需要随时调整航带位置，还将其与地面全要素地形、地物模型及航摄数据处理中心相结合，使其既能满足地图学、摄影测量学教学的需要还能够满足数字摄影测量学、遥感原理与方法等测绘科学与技术学科下的多门课程教学，还能为教师进行摄影测量方向的科学研究提供实验设备。

附图说明

图1 为本发明模拟航空摄影测量部分仰视图；

图2 为本发明模拟康空摄影测量部分示意图。

在附图中1 CCD相机、2摆架、3第一直线轨道、4辅助牵引装置、5-1第一行程开关、5-2第二行程开关、5-3前触抓、5-4后触抓、6第二直线轨道、7滑动装置、7-1电机、8摆轴、9步进电机、10前固定杆、11后固定杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行进一步详细的说明。

一种航空摄影测量模拟系统，包括模拟航空摄影测量部分、地形和地物要素模型部分、摄影影像数据处理部分；所述模拟航空摄影测量所述模拟航空摄影测量部分包括CCD相机1、步进电机9、精密滑轨，所述精密滑轨由第一直线轨道3和第二直线轨道6组成，所述滑动装置7两端分别通过滑轮设置于所述第一直线轨道3和第二直线轨道6上，所述滑动装置7通过摆轴8设置有摆架2，所述摆架2顶端固定有CCD相机1，所述步进电机9通过前固定杆10设置于所述第一直线轨道3和第二直线轨道6的前端，所述第一直线轨道3和第二直线轨道6的末端设置有后固定杆11，在第一直线轨道3和第二直线轨道6之间平行设置有步进电机9的辅助牵引装置4，所述辅助牵引装置4与步进电机9的主动轮连接，并与所述滑动装置7连接，所述滑动装置7上设置有电机7-1，所述电机7-1与所述摆轴8连接，所述步进电机9上设置有第一行程开关5-1，所述后固定杆11上设置有第二行程开关5-2，所述滑动装置7前端设置有前触抓5-3，所述滑动装置7末端设置有后触抓5-4。

所述地形和地物要素模型部分主要由山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖、河流等自然地理要素以及居民点、道路、农田、工厂等社会经济要素组成；所述数据处理部分包括计算机软硬件、VirtuoZo全数字摄影测量工作站软硬件、数字化测图软件、以及常规遥感和地理信息系统软件通过对CCD相机传送的图像进行处理生产制作数字线划地图(DLG)、数字正射影像图(DOM)和数字地形模型(DTM)。

本发明中模拟航空摄影测量部分，用于连续摄影，获取航摄像片；所述地形和地物要素模型部分，用于模拟真实自然界各要素；所述数据处理部分，用于将所述模拟航空摄影测量部分所获取的影像数据或其它航空摄影像资料进行处理。

本模拟系统的工作过程如下：

为了能够在不同的航线对下面地面模型进行拍摄，每次开始拍摄前需要使用控制器将滑动装置7移动到贴近步进电机9，使第一行程开关5-1和前触抓5-3连接，在电机7-1的控制下，摆架2可以绕摆轴8在180°范围内自由旋转，此时步进电机9转动，由于辅助牵引装置4一端与步进电机9的主动轮相连接，并固定在滑动装置7上，因此滑动装置7可以在辅助牵引装置4的作用下滑动，当滑动到后固定杆的位置，第二行程开关5-2与后触抓5-4接触，向步进电机9发出信号，步进电机9反转，此时滑动装置7返回起始状态。

为了满足航空摄影测量规范对于航片摄影测量的要求，选择符合条件的三个位置作为航拍的航带，在每一个位置单独控制滑动7沿着轨道运行，每运行一段合理的距离后，暂停，使用相机遥控装置对地面模型进行拍摄，也可设置每隔一定时间让相机对地面模型进行自动拍摄，当一条航带拍摄完后检查其航向重叠是否满足规范要求，即重叠率要达到50～65%，如果满足规范要求，可以按照开始时介绍的方法调整摆架2到第二条航带再对地面模型进行拍摄，第二条航带拍摄完成后检查其与第一条航带之间的旁向重叠是否满足规范要求，即重叠率要达到15～35%。如果满足规范要求，可以开始调整摆架2到第三条航带对地面模型进行拍摄，拍摄完成同样需要检查第二条航带和第三条航带之间的旁向重叠率。当三个航带拍摄完成后可以将像片传输到数据处理中心，利用VirtuoZo全数字摄影测量工作站软硬件（如高性能计算机、专业立体图形卡、3D液晶眼镜、手轮脚盘）以及已有的地面模型控制点资料对像片进行处理，最后进行数字线划地图(DLG)、数字正射影像图(DOM)和数字地形模型(DTM)的生产制作。

数据处理流程是：一是将摄影获得的影像数据传入电脑；二是用工程测量的方法进行像片控制测量；三是利用VirtuoZo全数字摄影测量系统对影像数据进行空中三角测量加密，即利用连续摄影获取的具有一定重叠的航摄像片,依据少量控制测量点，以摄影测量方法建立同实地相应的航线模型或区域网模型，从而获取加密点的平面坐标和高程；四是在第三步的基础上创建数字高程模型（DEM）；五是创建数字正射影像图（DOM），六是制作数字线划图（DLG）。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种航空摄影测量模拟系统，其包括模拟航空摄影测量部分，所述模拟航空摄影测量部分包括CCD相机（1）、步进电机（9）、精密滑轨，所述精密滑轨至少由一条直线轨道组成，所述直线轨道上设置有可延直线轨道滑动的滑动装置（7），所述滑动装置（7）通过摆轴（8）设置有摆架（2），所述摆架（2）顶端固定有CCD相机（1），所述步进电机（9）与所述滑动装置（7）和摆轴（8）电连接，与直线导轨平行的设置有步进电机（9）的辅助牵引装置（4）。

2.根据权利要求1所述的一种航空摄影测量模拟系统，其特征在于，一种航空摄影测量模拟系统，其特征在于其还包括模地形和地物要素模型部分、摄影影像数据处理部分；

3.根据权利要求1或2所述的一种航空摄影测量模拟系统，其特征在于，所述直线轨道包括两条直线轨道，分别为第一直线轨道（3）和第二直线轨道（6），所述滑动装置（7）两端分别设置于所述第一直线轨道（3）和第二直线轨道（6）上，所述步进电机（9）通过前固定杆（10）设置于所述第一直线轨道（3）和第二直线轨道（6）的前端，所述第一直线轨道（3）和第二直线轨道（6）的末端设置有后固定杆（11），在第一直线轨道（3）和第二直线轨道（6）之间平行设置有步进电机（9）的辅助牵引装置（4），所述辅助牵引装置（4）与所述滑动装置（7）连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种航空摄影测量模拟系统，其特征在于，所述滑动装置（7）上设置有电机（7-1），所述电机（7-1）与所述摆轴（8）连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种航空摄影测量模拟系统，其特征在于，所述步进电机（9）上设置有第一行程开关（5-1），所述后固定杆（11）上设置有第二行程开关（5-2），所述滑动装置（7）前端设置有触抓（5-3），所述滑动装置（7）末端设置有触抓（5-4）。

6.根据权利要求2所述的一种航空摄影测量模拟系统，其特征在于，所述地形和地物要素模型部分主要由山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖、河流等自然地理要素以及居民点、道路、农田、工厂等社会经济要素组成。

7.根据权利要求2所述的一种航空摄影测量模拟系统，其特征在于，所述数据处理部包括数字线划地图(DLG)、数字正射影像图(DOM)和数字地形模型(DTM)的生产制作。