CN104637370A - 一种摄影测量与遥感综合教学的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开一种摄影测量与遥感综合教学的方法及系统。方法包括：获取预先设置航线规划的区域的航拍影像并进行预处理；依据预处理的航拍影像以及控制点布设规范，在航线规划区域内布设控制点，并进行地理坐标测量；依据测量得到的控制点的地理坐标信息以及航拍影像，利用空中三角测量，获取全部影像的外方位元素；依据获取的所有影像的外方位元素，在全数字摄影测量工作站中对所有影像进行相对定向与绝对定向，构建立体模型，并在构建的立体模型中进行地形、地物数据采集，依据采集的地形、地物数据生成数字测绘产品；基于工程应用需求，利用生成的数字测绘产品进行三维建模以及空间分析。应用本发明，可以提升教学效率，改善教学效果。

Description

一种摄影测量与遥感综合教学的方法及系统

技术领域

本发明涉及测绘地理信息技术，尤其涉及一种摄影测量与遥感综合教学、培训的方法及系统。

背景技术

通过航空摄影测量(aerial photogrammetry)技术获取的测绘地理信息广泛应用于建设、规划、交通、电力、水利、铁路、农林、城管、军事、警务、减灾救灾等行业。航空摄影测量以其无接触性、高精度、高效率与高时效性的优点，在国家地理空间基础框架建设与数据更新中发挥着越来越不可替代的作用。航空摄影测量是指利用飞机上设置的航摄仪器，对预定的地面进行连续摄影，并结合地面控制点测量、调绘和立体模型数据采集等方法，从而生产出数字线划图(DLG)、正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)和数字表面模型(DSM)等数字测绘产品。

随着计算机技术、导航技术、影像采集与处理技术的快速发展，获取测绘地理信息的数据采集、数据处理与数据应用的新技术不断涌现，因而，快速学习并掌握这些不断涌现的新技术，对测绘地理信息应用行业的发展将起到重要的推动作用。其中，采用教学(培训)进行测绘地理信息新技术学习，是目前广泛采用的方法。

但目前，各高校在航空摄影测量与遥感专业课程的教学中，由于需要利用飞机上设置的航摄仪器进行大范围外业航空摄影，成本高、数据量大且受交通条件限制，使得外业航空摄影不易实现；同时也给内业数据处理与数据应用带来了诸多不便。导致获取测绘地理信息中的数据采集、数据处理、数据应用的各环节相互独立，分开教学，教学方法不连贯、不系统，使得相关课程设置互不关联，甚至脱节，实习实践方法还比较落后，难以快速、高效、全面、系统完成教育、培训任务，导致教学效率较低，效果较差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种摄影测量与遥感综合教学的方法及系统，集成数据采集、数据处理、数据应用为一体的测绘地理信息教学、培训系统，提升教学效率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种摄影测量与遥感综合教学方法，包括：

利用多旋翼无飞行器获取预先设置航线规划的区域的航拍影像，并对获取的航拍影像进行预处理；

依据预处理的航拍影像以及控制点布设规范，在预先设置的航线规划区域内，布设控制点，并对布设的控制点进行地理坐标信息测量；

依据测量得到的控制点的地理坐标信息以及航拍影像，利用空中三角测量软件，获取所有航拍影像的外方位元素；

依据获取影像的外方位元素，在全数字摄影测量工作站中对影像进行相对定向与绝对定向，构建立体模型，并在构建的立体模型中进行地形、地物数据采集，依据采集的地形、地物数据生成数字线划图(DLG)、正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)和数字表面模型(DSM)等数字测绘产品。

基于工程应用需求，利用生成的数字线划图(DLG)、正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)和数字表面模型(DSM)进行三维建模以及空间分析，整个数据分析与应用过程通过立体显示平台进行三维展示。

本发明实施例提供的摄影测量与遥感教学的方法，以多旋翼无人飞行器为飞行平台获取航拍影像，并对获取的航拍影像进行预处理。接着，依据预处理的航拍影像以及控制点布设规范，在预先设置的航线规划区域内，布设控制点，并对布设的控制点进行地理坐标信息测量。然后，依据测量得到的控制点的地理坐标信息以及航拍影像，利用空中三角测量软件，获取所有航拍影像的外方位元素；之后，依据获取的影像的外方位元素，在全数字摄影测量工作站中对影像进行相对定向与绝对定向，构建立体模型，并在构建的立体模型中进行地形、地物数据采集，依据采集的地形、地物数据生成数字线划图(DLG)、正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)和数字表面模型(DSM)等数字测绘产品。最后，基于工程应用需求，利用生成的数字线划图(DLG)、正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)和数字表面模型(DSM)进行三维建模以及空间分析，整个数据分析与应用过程通过立体显示平台进行三维展示。

这样，无需利用飞机上设置的航摄仪器进行外业航拍摄影，不受交通条件限制且成本较低，同时，集成数据采集、数据处理、工程应用分析，使数据采集、数据处理、工程应用分析过程连贯一致，可以全面系统地进行专业教学和职业培训，教学方法连贯，能够快速、高效、全面、系统完成教育、培训任务，有效提升了教学效率。

另一方面，本发明实施例提供一种摄影测量与遥感综合教学系统，包括：旋翼飞行器单元、控制点布设单元、外方位元素获取单元、地形图生成单元以及应用分析单元，其中，

多旋翼无人飞行器单元，用于搭载数字航测量相机以获取预先设置的航线规划区域的航拍影像；

超轻小型数字航测相机单元用于进行航拍成像，并对获取的航拍影像进行预处理；

控制点布设单元，用于依据预处理的航拍影像以及控制点布设规范，在预先设置的航线规划区域内，布设控制点，并对布设的控制点进行地理坐标信息测量；

外方位元素获取单元，用于依据测量得到的控制点的地理坐标信息以及航拍影像，进行空中三角测量，获取各航空影像的外方位元素；

数字测绘产品(DLG、DOM、DEM、DSM等)生成单元，用于依据获取的影像的外方位元素，对影像进行相对定向与绝对定向，构建立体模型，并在构建的立体模型中进行地形、地物数据采集，依据采集的地形、地物数据生成数字线划图(DLG)、正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)和数字表面模型(DSM)等数字测绘产品；

应用分析单元，用于基于工程应用需求，对生成的地形图进行相应的三维建模、空间分析和三维显示。

本发明实施例提供的摄影测量与遥感综合教学系统，以多旋翼无人飞行器为飞行平台获取航拍影像，并对获取的航拍影像进行预处理。接着，依据预处理的航拍影像以及控制点布设规范，在预先设置航线规划的区域内，布设控制点，并对布设的控制点进行地理坐标信息测量。然后，依据测量得到的控制点的地理坐标信息以及航拍影像，利用空中三角测量软件，获取所有航拍影像的外方位元素；之后，依据获取影像的外方位元素，在全数字摄影测量工作站中对影像进行相对定向与绝对定向，构建立体模型，并在构建的立体模型中进行地形、地物数据采集，依据采集的地形、地物数据生成数字线划图(DLG)、正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)和数字表面模型(DSM)等数字测绘产品。最后，基于工程应用需求，利用生成的数字线划图(DLG)、正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)和数字表面模型(DSM)进行三维建模以及空间分析，整个数据分析与应用过程通过立体显示平台进行三维展示。这样，以多旋翼无人机的灵巧方便的特点快速采集小区域的航空影像，通过小区域的数据完成全部的教学任务，无需利用大型飞机上设置的航摄仪器进行外业航拍摄影，不受交通条件限制且成本较低。同时，集成数据采集、数据处理、工程应用分析，使数据采集、数据处理、工程应用分析的整个过程连贯一致，可以全面系统地进行专业教学和职业培训，教学方法连贯，有效提升了教学效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例教学测绘地理信息的方法流程示意图；

图2为本发明实施例教学测绘地理信息的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例摄影测量与遥感综合教学的方法流程示意图。参见图1，该方法包括：

步骤101，利用多旋翼无人飞行器获取预先设置航线规划的区域的航拍影像，并对获取的航拍影像进行预处理；

本步骤中，作为可选实施例，获取预先设置航线规划的区域的航拍影像包括：

A11，根据预先设置的数据采集对应的航线规划区域的形状以及影像重叠度要求，设计航线规划区域的航线；

A12，将设计的航线规划区域的航线导入多旋翼无人飞行器，以使多旋翼无人飞行器根据所述航线飞行并利用安装在旋翼飞行器上的航测相机对所述航线规划区域进行航拍摄影。

本步骤中，依据航线规划区域设计航线，进行航空摄像。具体来说，可以采用安装的航线规划软件，根据数据采集区域(航线规划区域)的具体形状和影像重叠度要求，设计航线规划区域的航线。

作为可选实施例，航线规划区域可以根据实际教学需要，选取矩形区域或不规则区域，其中，可以为矩形区域设计矩形航线，也可以设计不规则形航线；对于不规则区域，可以设计矩形航线，也可以设计不规则形航线。

关于依据航线规划区域的具体形状和影像重叠度要求设计航线规划区域的航线，为公知技术，在此略去详述。

在设计好航线后，通过将设计好的航线导入多旋翼无人飞行器中的飞行控制操作系统，通过飞行控制操作系统控制旋翼飞行器完成定点曝光的航拍摄影。

本发明实施例中，多旋翼无人飞行器包括：四旋翼无人飞行器、六旋翼无人飞行器以及八旋翼无人飞行器等。

多旋翼无人飞行器作为无人机的一种，可通过改变螺旋桨的速度来实现各种动作，能够进行垂直起落、空中悬停、滚动、俯仰，可适应于各种飞行速度与飞行剖面，具有灵活性高、安全性好的特点。本发明实施例中，通过利用多旋翼无人飞行器来获取航拍影像，可以无需利用在大型飞机上设置的航摄仪器进行外业航拍摄影，降低了利用大型飞机进行航拍摄影的成本，且利用旋翼飞行器进行外业低空航拍摄影，不受交通条件限制，易于实现外业航拍摄影。

作为可选实施例，预处理包括：影像畸变差纠正处理、匀色匀光处理、影像质量检查中的一种或其任意组合。实际应用中，预处理还可以包括其他的影像处理。

其中，

影像畸变差纠正处理包括：

利用预先设置的畸变纠正软件，依据航拍摄影的相机的检校畸变参数，对影像进行畸变纠正，使影像畸变小于预先设置的畸变阈值。

本步骤中，畸变纠正软件可以采用现有技术中的任一畸变纠正软件。畸变阈值可根据实际需要达到的影像精度进行设置，较佳地，畸变阈值设置为2微米(μm)。

匀色匀光处理包括：

利用预先设置的匀色匀光软件，计算航线规划区域的航拍摄影的匀色匀光值，并对每张影像的色彩、光照进行调整，以与所述计算的匀色匀光值一致。

本步骤中，使用现有的匀色匀光软件，根据航线规划区域(数据采集区域)的整体影像情况，对航拍摄影得到的每张影像的色彩、光照进行调整，使全部影像的色彩、光照达到一致。

影像质量检查包括：

利用预先设置的影像质量检查软件，对航拍摄影得到的每张影像进行质量检查，并对质量检查未通过的影像进行补拍。

本步骤中，质量检查包括：航向重叠度检查、旁向重叠度检查、航偏角检查以及航高检查中的一种或其任意组合。

本发明实施例中，使用影像质量检查软件，检查全部影像在航向重叠度、旁向重叠度、航偏角、航高等方面是否分别合乎规范的要求，以确定是否需要补拍影像，并对补拍的影像，重新进行预处理。

本发明实施例中，关于航向重叠度检查、旁向重叠度检查、航偏角检查以及航高检查，为公知技术，在此略去详述。

步骤102，依据预处理的航拍影像以及控制点布设规范，在预先设置航线规划的区域内，布设控制点，并对布设的控制点进行地理坐标信息测量；

本步骤中，进行航空控制网设计及控制点布设。即根据航空摄像对应的影像数据的实际情况和控制点布设规范要求，设计航线规划区域内的室内控制网，并在设计的室内控制网中选布控制点，以按照国家相关的规范进行控制点的控制测量。

本发明实施例中，作为可选实施例，对布设的控制点进行地理坐标信息测量包括：

利用GPS、CORS网或RTK，获取航线规划区域内的控制点的地理坐标信息。

本步骤中，利用全球定位系统(GPS，Global Positioning System)、连续运行卫星定位服务综合系统(CORS，Continuous Operational Reference System)或实时动态控制系统(RTK，Real Time Kinematic)，按照国家的相关规范，对地面控制点进行控制测量以及像控点测量，从而获取航线规划区域内的控制点的地理坐标信息。

实际应用中，如果航线规划区域(数据采集区域)内控制点的坐标系统不能实现与国家坐标系统的联测，可以采用本地独立坐标系，基于本地独立坐标系构建虚拟本地平面坐标系统，并用GPS、CORS网或RTK进行测量。

步骤103，依据测量得到的控制点的地理坐标信息以及航拍影像，利用空中三角测量，获取各航拍影像的外方位元素；

本步骤中，利用现有的空中三角测量软件，将各控制点的地理坐标信息以及航拍影像导入空中三角测量软件，进行空中三角测量软件的解算，从而提供后续全数字摄影测量工作站进行数据采集使用。

本发明实施例中，外方位元素用于表征影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态(几何关系)，包括线元素以及角定向元素，其中，

线元素包括摄影中心在预先设置的空间直角坐标系中的空间坐标值，角定向元素包括摄影光束在空间方位的三个空间姿态角。

本发明实施例中，空中三角测量是立体摄影测量中，利用影像固有的几何特性，根据野外少量布设的控制点，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法，从而可以为缺少野外控制点的地区测图提供绝对定向的控制点。

作为可选实施例，空中三角测量包括但不限于：GPS辅助空三测量、全野外控制空三测量以及架构航线测量。其中，

GPS辅助空三测量是利用安装于旋翼飞行器上与航摄仪(相机)相连接的机载接收机和设在地面上的一个或多个控制点上的GPS接收机同步观测，同时获取航空摄影瞬间航摄仪快门开启脉冲，通过GPS载波相位测量差分定位技术，获取航摄仪曝光时刻摄影中心的空间坐标，然后将获取的空间坐标作为观测值，引入摄影测量区域网平差中，采用统一的数学模型和算法整体确定航拍影像的外方位元素。

步骤104，依据获取的各航拍影像的外方位元素，构建全数字摄影测量模型，并在构建的全数字摄影测量模型中进行地形数据采集，依据采集的地形数据生成包含测绘地理信息的地形图；

本步骤中，依据各影像的外方位元素，根据预先设置的算法，可以获取影像中除控制点位置外的其他位置的外方位元素，得到影像的外方位元素，从而可以根据各影像的外方位元素，构建立体几何模型以进行地形数据采集。

本发明实施例中，按照数据采集规范，在全数字摄影测量工作站上进行各、种地类要素数据、地形地物数据的采集，并用相应的符号表示，从而获得地形图。也就是说，地形数据采集包括：地类要素数据采集以及地形地物数据采集。关于采集的具体流程为公知技术，在此略去详述。

本发明实施例中，作为可选实施例，地形地物数据包括：山峰数据、山脊数据、山谷数据、鞍部数据、陡崖数据、河流数据等自然地理要素数据以及居民点数据、道路数据、农田数据、工厂数据等社会经济要素数据。

本发明实施例中，作为可选实施例，地形图包括：数字线划地图(DLG，DigitalLine Graphic)、数字正射影像图(DOM，Digital Orthophoto Map)、数字表面模型(DSM，Digital Surface Model)以及数字地形模型(DTM，Digital TerrainModel)，其中，DTM包括但不限于数字高程模型(DEM，Digital Elevation Model)。

数字线划图是各地形数据要素的矢量数据集，保存有各地形数据要素之间的空间关系和相关的属性信息。

数字正射影像图是对影像进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集，是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。

数字地形模型是测绘工作中，用数字化的地形数据表达地面起伏形态的一种方式，即在航线规划区域内，以密集的地形模型点的空间坐标(X、Y、Z)表达地面形态。

数字表面模型指物体表面形态以数字表达的集合。

数字高程模型是利用一组有序的数字化的地形数据数值阵列表示地面高程的一种实体地面模型，包括：网格数字高程模型、等高线数字高程模型以及三角网数字高程模型等。

关于依据采集的地形数据生成数字线划地图、数字正射影像图以及数字地形模型为公知技术，在此略去详述。

步骤105，基于工程应用需求，对生成的地形图进行相应的三维建模以及空间分析。

本步骤中，对地形图中包含的测绘地理信息进行综合应用，即根据不同的工程应用需求(要求)，对测绘地理信息进行三维模拟建模，以及，进行空间分析。

本发明实施例中，作为可选实施例，对生成的地形图进行相应的三维建模包括：

根据地形图上的测绘地理信息，对地形、地物进行三维建模和纹理贴图。

对生成的地形图进行相应的空间分析包括：

地理信息要素的空间查询、空间量算、缓冲区分析、叠加分析、空间统计分析、空间插值，利用测绘地理信息进行战术研究和战略决策。

由上述可见，本发明实施例的教学测绘地理信息的方法，以多旋翼无人飞行器为飞行平台，以价低质优的航测相机为影像传感器，可以进行垂直摄影和倾斜摄影，具有航线设计、航空补拍、航拍影像质量检查功能，可以实现低成本、快速度、全方位数据采集。使得采用多旋翼无人飞行器的数据采集系统轻巧灵活、安全可靠、适应性强，能够就近选择小面积区域进行数据采集，方便外业操作，不受交通条件限制，降低外业成本。同时，采用GPS、CORS网、RTK为数据采集方式，对依据航拍影像布设的控制点进行控制测量、像控点测量，获取控制点的地理坐标信息，并依据测量得到的控制点的地理坐标信息以及航拍影像，利用空中三角测量软件，例如，GPS辅助空三测量、全野外控制空三测量以及架构航线测量，获取各影像的外方位元素，利用外方位元素构建立体模型，并在构建的立体模型中进行地形数据采集，依据采集的地形数据生成包含测绘地理信息的地形图，例如，进行DEM制作、DSM制作、DOM制作以及DLG采集；最后，依据制作的DEM、DSM、DOM或DLG，根据不同的工程应用要求，对测绘地理信息进行模拟应用。从而使得本发明实施例通过配套的硬件、软件，集成数据采集、数据处理、工程应用分析，使数据采集、数据处理、工程应用分析过程连贯一致，达到快速、高效、全面、系统的教育、培训目的，可以适应现代测绘地理信息快速发展的需求，高效快速、全面系统地进行专业教学和职业培训，解决教学与职业培训中的教学枯燥、实训过程不系统的问题，本发明实施例集成数据采集、数据处理、数据应用为一体的测绘地理信息教学、培训方法生动、全面，可以全面提高教学效率以及教学效果。

图2为本发明实施例教学测绘地理信息的系统结构示意图。参见图2，该系统包括：旋翼飞行器单元、控制点布设单元、外方位元素获取单元、地形图生成单元以及应用分析单元，其中，

旋翼飞行器单元，用于利用旋翼飞行器获取预先设置的航线规划区域的航拍影像，并对获取的航拍影像进行预处理；

本发明实施例中，作为一可选实施例，旋翼飞行器单元包括：航线设计模块、航拍摄影模块、影像畸变差纠正处理模块、匀色匀光处理模块以及影像质量检查模块(图中未示出)，其中，

航线设计模块，用于根据预先设置的数据采集对应的航线规划区域的形状以及影像重叠度要求，设计航线规划区域的航线；

本发明实施例中，航线规划区域可以根据实际教学需要，选取矩形区域或不规则区域，其中，可以为矩形区域设计矩形航线，也可以设计不规则形航线；对于不规则区域，可以设计矩形航线，也可以设计不规则形航线。

航拍摄影模块，用于将设计的航线规划区域的航线导入旋翼飞行器，以使旋翼飞行器根据所述航线飞行并利用安装在多旋翼无人飞行器上的航测相机对所述航线规划区域进行航拍摄影；

本发明实施例中，多旋翼无人飞行器包括：四旋翼无人飞行器、六旋翼无人飞行器以及八旋翼无人飞行器等。

影像畸变差纠正处理模块，用于利用预先设置的畸变纠正软件，依据航拍摄影的相机的检校畸变参数，对影像进行畸变纠正，使影像畸变小于预先设置的畸变阈值；

匀色匀光处理模块，用于利用预先设置的匀色匀光软件，计算航线规划区域的航拍影像的匀色匀光值，并对每张影像的色彩、光照进行调整，以与所述计算的匀色匀光值一致；

影像质量检查模块，用于利用预先设置的影像质量检查软件，对航拍摄影得到的每张影像进行质量检查，并对质量检查未通过的影像进行补拍。

本发明实施例中，质量检查包括：航向重叠度检查、旁向重叠度检查、航偏角检查以及航高检查中的一种或其任意组合。

本发明实施例中，使用影像质量检查软件，检查全部影像在航向重叠度、旁向重叠度、航偏角、航高等方面是否分别合乎规范的要求，以确定是否需要补拍影像，并对补拍的影像，重新进行预处理。

控制点布设单元，用于依据预处理的航拍影像以及控制点布设规范，在预先设置的航线规划区域内，布设控制点，并对布设的控制点进行地理坐标信息测量；

本发明实施例中，根据航空摄像对应的影像数据的实际情况和控制点布设规范要求，设计航线规划区域内的室内控制网，并在设计的室内控制网中选布控制点，以按照国家相关的规范进行控制点的控制测量。

作为可选实施例，控制点布设单元包括：控制点布设模块以及控制点布设测量模块(图中未示出)，其中，

控制点布设模块，用于依据预处理的航拍影像以及控制点布设规范，在预先设置的航线规划区域内，布设控制点；

控制点布设测量模块，用于利用全球定位系统、连续运行卫星定位服务综合系统或实时动态控制系统，获取航线规划区域内的控制点的地理坐标信息。

外方位元素获取单元，用于依据测量得到的控制点的地理坐标信息以及航拍影像，利用空中三角测量软件，获取各航拍影像的外方位元素；

本发明实施例中，外方位元素包括线元素以及角定向元素，其中，

线元素包括摄影中心在预先设置的空间直角坐标系中的空间坐标值，角定向元素包括摄影光束在空间方位的三个空间姿态角。

作为可选实施例，空中三角测量包括：GPS辅助空三测量、全野外控制空三测量以及架构航线测量。

地形图生成单元，用于依据获取的各航拍影像的外方位元素，构建全数字摄影测量模型，并在构建的全数字摄影测量模型中进行地形数据采集，依据采集的地形数据生成包含测绘地理信息的地形图；

本发明实施例中，依据各影像的外方位元素，根据预先设置的算法，可以获取影像中除控制点位置外的其他位置的外方位元素，得到影像的外方位元素，从而可以根据各影像的外方位元素，构建全数字摄影测量模型以进行地形数据采集。

本发明实施例中，地形数据采集包括：地类要素数据采集以及地形地物数据采集。其中，地形地物数据包括：山峰数据、山脊数据、山谷数据、鞍部数据、陡崖数据、河流数据等自然地理要素数据以及居民点数据、道路数据、农田数据、工厂数据等社会经济要素数据。

作为可选实施例，地形图包括：数字线划地图、数字正射影像图以及数字地形模型。

应用分析单元，用于基于工程应用需求，对生成的地形图进行相应的三维建模、空间分析以及三维显示。

本发明实施例中，根据不同的工程应用需求，对测绘地理信息进行三维模拟建模，以及，进行空间分析。

作为可选实施例，应用分析单元包括：建模模块、分析模块以及三维显示模块，其中，

建模模块，用于根据地形图上的测绘地理信息，对地形、地物进行三维建模和纹理贴图；

分析模块，用于地理信息要素的空间查询、空间量算、缓冲区分析、叠加分析、空间统计分析、空间插值，利用测绘地理信息进行战术研究和战略决策。

三维显示模块，用于建立三维场景。通过已建立的地物、地貌、工程设计、施工过程及地学现象的数字体，以数字体及数字体的运动展示地物、地貌、工程设计、施工过程及地学现象存在形式及发展过程。在三维显示场景中，可以对数字体进行移动、拉近、推远、旋转、缩放操作，给人以身临其境的沉浸感，为测绘地理信息的综合利用提供真实的场景。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种摄影测量与遥感综合教学、培训的方法，其特征在于，该方法包括：

利用多旋翼无人飞行器获取预先设置航线规划的区域的航拍影像，并对获取的航拍影像进行预处理；

依据预处理的航拍影像以及控制点布设规范，在预先设置航线规划的区域内，布设控制点，并对布设的控制点进行地理坐标信息测量；

依据测量得到的控制点的地理坐标信息以及航拍影像，利用空中三角测量软件，获取所有航拍影像的外方位元素；

依据获取的影像的外方位元素，在全数字摄影测量工作站中对影像进行相对定向与绝对定向，构建立体模型，并在构建的立体模型中进行地形、地物数据采集，依据采集的地形、地物数据生成数字线划图、正射影像图、数字高程模型和数字表面模型；

基于工程应用需求，利用生成的数字线划图、正射影像图、数字高程模型和数字表面模型进行三维建模以及空间分析，整个数据分析与应用过程通过立体显示平台进行三维展示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取预先设置航线规划的区域的航拍影像包括：

根据预先设置的数据采集对应的航线规划区域的形状以及影像重叠度要求，设计航线规划区域的航线；

将设计航线规划的区域的航线导入多旋翼无人飞行器飞行控制系统，以使多旋翼无人飞行器根据所述航线飞行并利用安装在旋翼无人飞行器上的数字航测相机对所述航线规划区域进行航空摄影。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预处理包括：影像畸变差纠正处理、匀色匀光处理、影像质量检查中的一种或其任意组合。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述影像畸变差纠正处理包括：

利用预先设置的畸变纠正软件，依据航空摄影所用的数字航测相机的检校参数，对影像进行畸变纠正，使影像畸变小于预先设置的畸变阈值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述匀色匀光处理包括：

利用预先设置的匀色匀光软件，计算航线规划区域的航拍影像的匀色匀光值，并对每张影像的色彩、光照进行调整，以与所述计算的匀色匀光值一致。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述影像质量检查包括：

利用预先设置的影像质量检查软件，对航拍摄影得到的每张影像进行质量检查，并对质量检查未通过的影像进行补拍。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对布设的控制点进行地理坐标信息测量包括：

利用全球定位系统、连续运行卫星定位服务综合系统或实时动态测量系统，获取航线规划区域内的控制点的地理坐标信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空中三角测量包括：全球定位系统辅助空三测量、全野外控制空三测量以及架构航线测量。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对生成的地形图进行相应的三维建模包括：

根据地形图上的测绘地理信息，对地形、地物进行三维建模和纹理贴图。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对生成的测绘地理信息产品进行相应的空间分析包括：

空间查询、空间量算、缓冲区分析、叠加分析、空间统计分析、空间插值，利用测绘地理信息进行战术研究和战略决策。