CN105651209A - 指定区域面积的应急获取方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了指定区域面积的应急获取方法和装置，涉及摄影测量、视频图像处理技术领域。该指定区域面积的应急获取方法，采用全国90米分辨率的DEM数据、无人机拍摄的视频数据及其内、外方位元素进行计算和分析，替代了传统摄影测量技术中需要布设地面控制点以获取精确外方位元素的方法，直接在视频帧上量测面积，使得确定指定区域面积的速度得到了提高，并且所获得的目标区域数据是动态的视频数据，提高了应急指挥的直观性、可靠性。

Description

指定区域面积的应急获取方法和装置

技术领域

本发明涉及摄影测量、视频图像处理领域，具体而言，涉及指定区域面积的应急获取方法和装置。

背景技术

生活中，经常会发生自然环境和生活环境的变化，当这种变化变得剧烈，人们无法适应的时候，这种环境的变化也就成为了灾难。如自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件等等。这些灾难的发生往往具有突发性和严重性，会给国家安全、人民群众财产安全、社会稳定带来严重的威胁。当然，这些灾难并不是不可避免的，或者说这些灾难所带来的后果并不是不能减轻的，通过对自然环境的信息进行准确的采集和分析，能够对即将发生的灾难进行分析和判断，从而可以采取相应的治理措施，来减轻灾难所带来的后果。从而形成了如下的工作流程：环境信息采集-环境信息分析、判断-使用相应的治理措施进行防治。

对灾难进行防治的时候，首要考虑的是及时性，突发事件在发生的时候，催着时间的推移可能会愈演愈烈，其带来的后果也会大大加重。如果治理措施使用的过晚，则突发事件可能已经演变成灾难，并已经发展到不可避免的程度了。因此，为了保证治理措施能够及时的出台，如何高效的收集环境信息便成为了首要的了。

在有关地质的领域，为了更有效和准确的对突发事件做出应急响应，相关部门必须具备准确判断和快速响应的能力，这种能力是建立在信息收集、动态监测、灾害评估之上的。在信息收集方面，目标区域的定位和面积获取为应急指挥、分析决策提供了基础数据。因此，快速获取目标区域面积和坐标对突发事件的应急响应具有重要影响。

目前常用的目标区域定位和面积获取的方法主要有：卫星遥感平台对目标区域的动态监测与变化面积的提取技术、摄影测量技术中由地面控制点求精确外方位元素方法、动态RTK量测目标区域坐标技术等。由于突发事件对时效性要求较高，而且这些技术通常需要经过长时间的测量和计算后，才能够得出目标区域的面积，可见上述这些技术这对于处理突发事件是不利的。

发明内容

本发明的目的在于提供指定区域面积的应急获取方法和装置，以提高指定区域的面积的获取效率。

第一方面，本发明实施例提供了指定区域面积的应急获取方法，包括：

查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值；

根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在目标影像上的像点的像点坐标，目标区域位于目标影像上；

根据目标区域的平均高程值、像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标；

根据地面点坐标计算目标区域的面积。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括：

在DEM格网上，使用所述地面点坐标，采用双线性内插法，计算地面点的DEM高程值；

若DEM高程值与平均高程值的差值小于预设阈值，则执行步骤根据地面点坐标计算目标区域的面积。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：

若DEM高程值与平均高程值的差值大于或等于预设阈值，则将DEM高程值作为平均高程值，并重新执行如下步骤，根据目标区域的平均高程值、像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据目标区域的平均高程值、像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标包括：按照如下公式计算地面点坐标，

X_物＝X_s+(Z_平均-Z_s)*(a₁x+a₂y-a₃f)/(c₁x+c₂y-c₃f)

Y_物＝Y_s+(Z_平均-Z_s)*(b₁x+b₂y-b₃f)/(c₁x+c₂y-c₃f)；

其中，X_物为地面点在地面坐标系的横坐标；Y_物为地面点在地面坐标系的纵坐标；X_s、Y_s、Z_s为目标影像的外方位元素；a_i、b_i、c_i，(i＝1,2,3)，为目标影像的像空间坐标系和像空间辅助坐标系间夹角的方向余弦；Z_平均为平均高程值，f为拍摄目标影像的摄影机的主距。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值包括：

在90米分辨率的数据库中查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在目标影像上的像点的像点坐标包括：

在无人机摄像机的检校文件的校验文件中查找内方位元素和像元大小；

根据内方位元素和像元大小，计算目标影像上多边形的各个角点在目标影像上的像平面坐标系中的像点坐标。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括：

通过无人机携带的定姿定位系统获取目标影像的外方位元素；

根据外方位元素计算旋转矩阵中的方向余弦。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，预设阈值为0.01米。

第二方面，本发明实施例还提供了指定区域面积的应急获取装置，包括：

获取模块，用于查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值；

第一计算模块，用于根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在目标影像上的像点的像点坐标，目标区域位于目标影像上；

第二计算模块，用于根据目标区域的平均高程值、像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标；

第三计算模块，用于根据地面点坐标计算目标区域的面积。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括：

第四计算模块，用于在DEM格网上，使用所述地面点坐标，采用双线性内插法，计算地面点的DEM高程值；若DEM高程值与平均高程值的差值小于预设阈值，则第三计算模块工作。

本发明实施例提供的指定区域面积的应急获取方法和装置，采用使用历史数据进行计算的方式，与现有技术中的需要通过实际测量才能够获取到数据的方式相比，其通过在历史数据中获取了大量的基础数据，并进一步通过这些基础数据推算出目标区域的面积，保证了目标区域的面积的获取及时性，从时效性的角度上，给突发事件的应急处理提供了帮助。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的指定区域面积的应急获取方法的基本流程图；

图2示出了本发明实施例所提供的指定区域面积的应急获取方法的优化流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

突发事件的处理的一个主要的考察指标便是时效性，此时效性主要是指应急措施公布的快速性，影响应急措施公布的因素主要有两点，第一点是基础信息的搜集；第二点是基于基础信息进行应急措施的指定。通常，第二点是比较容易确定的，主要是应急措施大多是提前制定好的，根据突发事件的不同，采取不同的措施即可。由此，如何快速的获取基础信息，便成为了影响应急措施公布的重点了。

对于突发事件而言，指定地域(目标区域)的面积是基础信息中比较重要的一个。在地理测绘领域，有多种获取指定地域面积的技术，如卫星遥感平台对目标区域的动态监测与变化面积的提取技术、摄影测量中布设控制点量测面积技术、动态RTK量测目标区域坐标技术等。但，对于突发事件的应急处理而言，上述这几种技术就显得力不从心了。

下面对上述的各种方法优缺点分析如下：

1，卫星遥感平台对目标区域的动态监测与变化面积的提取技术。卫星遥感系统获取的影像本身带有经纬度，容易实现目标区域的快速定位，并且具有传感器种类多、影像覆盖区域大等优点。但在应急响应中缺点也比较突出：受天气影响大、不能及时获取目标区域的影像，要等待卫星过境，这就严重制约了卫星遥感在一般应急中的应用。

2，摄影测量技术比较成熟，在灾害应急救援、灾害评估损失中发挥着不可替代的作用。缺点是：获取的是静态相片，不能直观反映感兴趣区域(目标区域)的发展态势，大数据量的影像数据处理需要一定的时间，难以满足应急需求。

3，动态RTK技术很容易实现大区域的连续测量，测量精度相对较高，计算所得面积精度也较高，不受天气影响可全天候观测等。缺点是：人力成本高，外业工作量大，同时困难地区难以到达，不能获取目标区域图像，不能满足应急监测的要求。

对于上述方法的缺点，本申请提供了指定区域面积的应急获取方法。该方法利用了无人机低空遥感系统具有机动灵活、操作简单等优点，无人机携带的高清摄相机能够对目标区域实时录像，实时回传的视频直观、可靠。因此，结合航空摄影测量技术和视频图像处理技术，可以形成以考虑时效性为主的指定区域面积的应急获取方法。

如图1所示，本申请所提供的方法包括如下步骤：

S101，查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值；

S102，根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在目标影像上的像点的像点坐标，目标区域位于目标影像上；

S103，根据目标区域的平均高程值、像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标；

S104，根据地面点坐标计算目标区域的面积。

其中，步骤S101-S103均是搜集基本数据的过程。步骤S101是通过查阅历史数据来得到的，步骤S102和步骤S103可以是通过无人机航测技术得到的。并且，步骤S101-S103之间并没有严格的执行前后顺序，可以是按照S101、S102、S103的顺序执行，也可以按照S102、S103、S101的顺序执行，还可以按照S103、S102、S101的顺序执行。历史DEM数据通常指的是现有的全国性DEM数据。目标影像的方向余弦是由外方位元素计算得到的旋转矩阵中的方向余弦，即目标影像的像空间坐标系和像空间辅助坐标系间夹角的方向余弦。

通常情况下，目标区域的平均高程值是通过航测后得到的，但也可以通过已经搜集到的历史DEM数据来获取，通过历史DEM数据或的平均高程值与临时测量的偏差不会过大，因此，可以不通过航测的手段来获得。

一般情况下，使用无人机的摄像机进行定期检校的时候所生成的检校文件是存储在数据库中的。在应急测绘需求下，可以从无人机的摄像机的检校文件中提取出内方位元素(f，x₀，y₀)和像元大小(x_pixel，y_pixel)。之后利用提取出的内方位元素和像元大小便可以计算出目标影像上指定多边形的各个角点的像点坐标。其中，需要求取面积的目标区域是存在在目标影像(全称为目标高清视频影像)上的，也就是目标高清视频影像拍摄到了目标区域；目标高清视频影像上指定多边形也就是目标区域在目标影像上所呈现的“像”的边沿所围成的多边形，如目标区域为楼房，则目标高清视频影像上指定多边形通常就是楼房顶面的形状(一般是长方形)；像点坐标就是指指定多边形的角点在目标影像坐标系中的坐标。

步骤S103中，目标区域的平均高程值和像点坐标均已经在步骤S101和步骤S102中得到了。为了完成后续计算，还需要获得外方位元素和方向余弦值。具体的，外方位元素可以从无人机所携带的定姿定位系统中得到，外方位元素包括X_s、Y_s、Z_s、φ、ω、κ。方向余弦的数值可以通过φ、ω、κ所计算出的旋转矩阵来直接获取到，方向余弦就是该旋转矩阵中的元素。

之后，步骤S103便可以使用上述获取到的数据来计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标。实际上，地面点坐标也就是像点所对应的地面点在物方坐标系中的坐标，地面点即是像点在实际物理空间中的点。

最后，步骤S104，遍可以使用地面点坐标计算出目标区域的面积，如目标区域为长方形，得到的地面点坐标为该长方形的四个顶点，那么使用相应的计算公式就可以计算出该目标区域的实际面积了。具体的，步骤S104的目标区域实际面积求取公式为：S＝0.5*|X1*(Y2-Yn)+X2*(Y3-Y1)+X3*(Y4-Y2)+…+Xn*(Y1-Yn-1)|。其中X1…Xn为地面点的横坐标，Y1…Yn为地面点的纵坐标，n为多边形角点的个数。

由于步骤S103中所得到的每个地面点的坐标是由该区域的平均高程参与计算获得的，因此，在执行步骤S104的时候，可以充分利用已有的DEM数据参与计算。具体而言，很多目标区域的高程值并不是很接近平均高程的，如山区、洼地等。因此为了提高求解多边形面积的准确性，需要使用DEM数据进行迭代，直到满足阈值为止。

具体的，步骤S101，查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值包括：

在90米分辨率的数据库中查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值。

具体的，步骤S102，根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在目标影像上的像点的像点坐标包括：

在无人机摄像机的检校文件的校验文件中查找内方位元素和像元大小；

根据内方位元素和像元大小，计算目标影像上多边形的各个角点在目标影像上的像平面坐标系中的像点坐标。

进一步，本申请所提供的指定区域面积的应急获取方法，还包括如下步骤：

通过无人机携带的定姿定位系统获取目标影像的外方位元素；

根据外方位元素计算旋转矩阵中的方向余弦。

为了提高本申请所提供的指定区域面积的应急获取方法的计算准确度，可以采用校验的方式来验证步骤S101中所获得的平均高程值是否足够精确。也就是该方法还包括如下步骤，如图2所示：

S201，在DEM格网上，使用由平均高程求出的地面点坐标，采用双线性内插法，计算地面点的DEM高程值，并判断DEM高程值与平均高程值的差值是否小于预设阈值；

若DEM高程值与平均高程值的差值小于预设阈值，则执行步骤根据地面点坐标计算目标区域的面积。

若DEM高程值与平均高程值的差值大于或等于预设阈值，则将DEM高程值再作为平均高程值，并重新执行如下步骤，根据目标区域的平均高程值、像点坐标和由外方位元素计算得到的旋转矩阵中的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标。

也就是，根据DEM高程值与平均高程值的差值是否小于预设阈值来确定直接执行步骤S104，还是使用DEM高程值作为平均高程值，并重新执行步骤S103。需要说明的是，当DEM高程值与平均高程值的差值大于或等于预设阈值的时候，则使用DEM高程值的数值替代步骤S101中所得到的平均高程值，并再次执行步骤S103。当再次执行步骤S103之后，则再次执行步骤S201，之后比较再次执行步骤S201所得到的DEM高程值与前一次执行步骤S201所得到的DEM高程值(即再次执行步骤S103中所使用的平均高程值)的差值，并比较该差值与预设阈值的大小，如果该差值小于预设阈值，则根据再次执行步骤S103所得到的地面点坐标来执行步骤S104，如果该差值大于或等于预设阈值，则要按照上述方式再次执行步骤S103，直到计算出的DEM高程值与平均高程值的差值小于预设的阈值为止。具体的，预设阈值可以设为0.01米，也可以按照经验进行调整。

步骤S103实际上是利用了共线方程求取地面点坐标，当DEM高程值与平均高程值的差值大于或等于预设阈值时，则需要将使用步骤S201所得出的DEM高程值带入共线方程中计算新的地面点坐标，并再次执行步骤S201，以此循环迭代的方式执行步骤S103和步骤S201，直至步骤S201所得出的DEM高程值与平均高程值的差值小于预设阈值为止。

具体的，使用共线方程计算地面点坐标的步骤，步骤S103根据目标区域的平均高程值、像点坐标和由外方位元素计算得到的旋转矩阵中的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标包括：

按照如下公式计算地面点坐标：

X_物＝X_s+(Z_平均-Z_s)*(a₁x+a₂y-a₃f)/(c₁x+c₂y-c₃f)；

Y_物＝Y_s+(Z_平均-Z_s)*(b₁x+b₂y-b₃f)/(c₁x+c₂y-c₃f)；

其中，X_物为地面点在地面坐标系的横坐标；Y_物为地面点在地面坐标系的纵坐标；X_s、Y_s、Z_s为目标影像的外方位元素；a_i、b_i、c_i，(i＝1,2,3)，为目标影像的像空间坐标系和像空间辅助坐标系间夹角的方向余弦；Z_平均为平均高程值，f为拍摄目标影像的摄影机的主距。

也就是在执行步骤S103的时候，除了平均高程值、像点坐标和目标影像的方向余弦，还需要知晓外方位元素中的X_s、Y_s、Z_s，这三个外方位元素是可以通过无人机携带的定姿定位系统获取到的。

下面，提供一份本发明所提供的方法的具体实例，共分为六个步骤：

1、搜集已有的全国90米分辨率的DEM数据，并获取目标区域平均高程Z平均作为初始高程值；

2、由无人机的摄像机的检校文件(无人机的摄像机平常定期做检校，以备应急之用)获取其内方位元素(f，x₀，y₀)和像元大小(x_pixel，y_pixel)，结合以上数据计算影像上多边形各个角点的像点坐标(x₁、y₁，x₂、y₂…x_n、y_n)；

3、通过无人机携带的定姿定位系统获取影像的外方位元素(X_s、Y_s、Z_s、φ、ω、κ)，并由φ、ω、κ计算3x3旋转矩阵中的元素a_i、b_i、c_i(i＝1,2,3)；

4、利用第1步得到的初始高程值Z_平均，第2步所获取的像点坐标(x₁、y₁，x₂、y₂…x_n、y_n)、主距f和第3步所获取的X_s、Y_s、Z_s、a_i、b_i、c_i(i＝1,2,3，结合摄影测量中的共线方程求出像点所对应的地面点在地面测量坐标系中的坐标，共线方程如下：

X_物＝X_s+(Z_平均-Z_s)*(a₁x+a₂y-a₃f)/(c₁x+c₂y-c₃f)

Y_物＝Y_s+(Z_平均-Z_s)*(b₁x+b₂y-b₃f)/(c₁x+c₂y-c₃f)；

5、根据第4步求出的地面点坐标(X_物，Y_物)，在90米的DEM格网上采用双线性内插的方法，求出该地面点所对应的DEM高程值Z₁，将Z₁与初始高程Z平均相比较，若Z₁-Z的绝对值小于阈值，则该地面点坐标即为所求，否则将Z₁作为初始高程值带入共线方程进行迭代计算，直到满足精度要求为止，最终得到地面点坐标；

6、利用第5步求得的各个角点的地面点坐标，带入求面积公式求出目标区域的粗略面积。

整体来看本申请所提供的指定区域面积的应急获取方法，其与相关技术中的获取面积方法(主要指摄影测量由地面控制点求精确外方位元素技术)相比。摄影测量由地面控制点求精确外方位元素技术，首先要在目标区域布设一定数量，且分布均匀的地面控制点；然后搭载平台挂载数码相机以及定姿定位系统，进而通过数码相机和定姿定位系统来获取目标区域的数字影像，再由数字影像的像点坐标及其对应的地面控制点坐标进行后方交会，求出每幅影像的精确外方位元素，接着由共线方程求指定像点的地面点坐标，最终求出多边形的面积。而本申请所提供的方法不需要地面布设控制点，在很短的时间内就能获得目标区域的粗略面积，又通过已有的DEM数据作迭代，提高了面积量测精度，为应急指挥、行动计划和分析决策提供支撑，提高相关部门快速反应和正确判断的能力。并且，以上所有步骤均可由VC++编程实现。

本实施例还提供了与指定区域面积的应急获取方法相对应的指定区域面积的应急获取装置，包括：

获取模块，用于查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值；

第一计算模块，用于根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在目标影像上的像点的像点坐标，目标区域位于目标影像上；

第二计算模块，用于根据目标区域的平均高程值、像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标；

第三计算模块，用于根据地面点坐标计算目标区域的面积。

优选的，还包括：

第四计算模块，用于在DEM格网上，使用地面点坐标，采用双线性内插法，计算地面点的DEM高程值；若DEM高程值与平均高程值的差值小于预设阈值，则第三计算模块工作。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.指定区域面积的应急获取方法，其特征在于，包括：

查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值；

根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在所述目标影像上的像点的像点坐标，目标区域位于所述目标影像上；

根据所述目标区域的平均高程值、所述像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标；

根据所述地面点坐标计算所述目标区域的面积。

2.根据权利要求1所述的指定区域面积的应急获取方法，其特征在于，还包括：

在DEM格网上，使用所述地面点坐标，采用双线性内插法，计算所述地面点的DEM高程值；

若所述DEM高程值与所述平均高程值的差值小于预设阈值，则执行步骤所述根据所述地面点坐标计算所述目标区域的面积。

3.根据权利要求2所述的指定区域面积的应急获取方法，其特征在于，还包括：

若所述DEM高程值与所述平均高程值的差值大于或等于所述预设阈值，则将所述DEM高程值作为平均高程值，并重新执行如下步骤，根据所述目标区域的平均高程值、所述像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标。

4.根据权利要求1所述的指定区域面积的应急获取方法，其特征在于，所述根据所述目标区域的平均高程值、所述像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标包括：按照如下公式计算地面点坐标：

X_物＝X_s+(Z_平均-Z_s)*(a₁x+a₂y-a₃f)/(c₁x+c₂y-c₃f)

Y_物＝Y_s+(Z_平均-Z_s)*(b₁x+b₂y-b₃f)/(c₁x+c₂y-c₃f)；

其中，X_物为地面点在地面坐标系的横坐标；Y_物为地面点在地面坐标系的纵坐标；X_s、Y_s、Z_s为目标影像的外方位元素；a_i、b_i、c_i，(i＝1,2,3)，为目标影像的像空间坐标系和像空间辅助坐标系间夹角的方向余弦；Z_平均为平均高程值，f为拍摄目标影像的摄像机的主距。

5.根据权利要求1所述的指定区域面积的应急获取方法，其特征在于，所述查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值包括：

在90米分辨率的数据库中查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值。

6.根据权利要求1所述的指定区域面积的应急获取方法，其特征在于，所述根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在所述目标影像上的像点的像点坐标包括：

在无人机摄像机的检校文件的校验文件中查找内方位元素和像元大小；

根据所述内方位元素和像元大小，计算目标影像上多边形的各个角点在所述目标影像上的像平面坐标系中的像点坐标。

7.根据权利要求1所述的指定区域面积的应急获取方法，其特征在于，还包括：

通过无人机携带的定姿定位系统获取目标影像的外方位元素；

根据所述外方位元素计算旋转矩阵中的方向余弦。

8.根据权利要求2所述的指定区域面积的应急获取方法，其特征在于，所述预设阈值为0.01米。

9.指定区域面积的应急获取装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值；

第一计算模块，用于根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在所述目标影像上的像点的像点坐标，目标区域位于所述目标影像上；

第二计算模块，用于根据所述目标区域的平均高程值、所述像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标；

第三计算模块，用于根据所述地面点坐标计算所述目标区域的面积。

10.根据权利要求9所述的指定区域面积的应急获取装置，其特征在于，还包括：

第四计算模块，用于在DEM格网上，使用所述地面点坐标，采用双线性内插法，计算所述地面点的DEM高程值；若所述DEM高程值与所述平均高程值的差值小于预设阈值，则第三计算模块工作。