CN111400538A - 一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统及其方法，属于航拍测量技术领域，该航拍测量航片的巡查比对系统包括用于对原始航片进行标准化命名的航片命名单元、用于将无人机的定位信息导出的信息导出单元、赋予原始航片定位信息的坐标配准单元、用于赋予测量航片大地坐标的坐标赋予单元和用于对测量航片进行筛除的航片筛除单元，通过航片命名单元、坐标配准单元和坐标赋予单元自动赋予测量航片的坐标定位信息，形成原始航片库，便于对原始航片进行寻找，对测量航片进行矢量化处理，使得与往期的正射航片相对应，使得可以与往期的正射航片在同一个大地坐标系中进行比对，使得航片处理的速度更快，保证了测量航片的时效性。

Description

一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统及其方法
技术领域
本发明涉及航拍测量技术领域，具体是一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统及其方法。
背景技术
航拍又称空拍、空中摄影或航空摄影，是指从空中拍摄地球地貌，获得航片，目前利用航拍所形成的航片进行土地地貌的测量比对，判断是否存在违规的土地改造，成为了常用的技术手段。
目前市场正常比对系统先进行正射整图拼接与往期影像进行双开比对，或者是航片原图进行逐步比对，航片原图比对要求较高，需求每次航片顺序以及模式一致，出现偏差有可能导致比对成果误差，甚至无效成果，存在着以下缺点：
1、正射整图拼接耗费时间过长，影像最终成果的时效性较差；
2、全面积航片比对浪费资源，同时航飞误差导致准确性不高；
3、传统的航拍测量航拍的双开比对，导致不同窗口存在命令冲突以及重复操作，使得成果效率低；
所以，人们急需一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统及其方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统及其方法，以解决现有技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统，该系统包括航片预处理模块、航片比对模块和双屏处理模块；
所述航片预处理模块用于根据无人机的飞行路径对原始航片进行预处理，使得原始航片具有原有坐标系和定位信息，形成原始航片库，便于对原始航片进行寻找，提高后期的原始航片寻找效率，所述航片比对模块用于对航拍测量航片中的多余测量航片进行筛除并对两期航片进行比对标注，减少航片比对的数量，避免对航片的重复比对，提高了航片比对的工作效率，两期航片是指经过正射处理之后的历史航片和无人机当前拍摄的原始航片，所述双屏处理模块用于在ARCGIS中对航拍测量航片进行内置双屏的比对，使得可以在ARCGIS中同时打开两个窗口，进行两期航片的同时比对，使得同一命令只要操作一次即可实现同步执行，减少了三分之一切换和标注的工作量，提高了作业效率。
ARCGIS为用户提供一个可伸缩的，全面的地理信息系统平台，包含了许多的可编程组件，从细粒度的对象（例如单个的几何对象）到粗粒度的对象（例如与现有ArcMap文档交互的地图对象）涉及面极广，这些对象为开发者集成了全面的地理信息系统功能。
作为优选技术方案，所述航片预处理模块包括坐标点处理单元、航片命名单元、坐标配准单元和坐标赋予单元；
所述坐标点处理单元用于根据无人机的飞行路径对其拍摄的坐标点进行处理，使得可以根据无人机拍摄航片的坐标点对航拍测量航片进行坐标定位，所述航片命名单元用于对原始航拍测量航片进行标准化命名，为了方便后期对原始航片进行寻找，所述坐标配准单元用于根据无人机拍摄时的位置信息赋予原始航片定位信息和坐标，实现对原始航拍测量航片的定位，赋予其原有坐标，所述坐标赋予单元用于赋予原始航拍测量航片大地坐标，使得与需要比对的往期正射航片坐标一致，使得航片可以在同一个大地坐标中进行比对。
作为优选技术方案，所述坐标点处理单元还包括无人机定位单元、信息导出单元和路径处理单元；
所述无人机定位单元用于在进行航片拍摄时对无人机拍摄点进行坐标定位，以便于根据无人机的定位信息赋予无人机在该点所拍摄航片的定位信息，所述信息导出单元用于将无人机拍摄过程中的定位信息导出，形成EXCLE路径，无人机拍摄过程中的坐标点与拍摄速度对应，所述路径处理单元用于对EXCLE路径进行处理，使其与航片命名单元所命名的原始航片的名称一致。
作为优选技术方案，所述航片比对模块还包括叠片率确认单元、航片筛除单元和比对标注单元；
所述叠片率确认单元用于在航片拼接过程中对相邻两张航片之间的叠片率进行识别和计算，所述叠片率是指相邻两张航片在拼接过程中完全重合的部分，以便于根据航片之间的叠片率对航片进行筛选，减少需要比对的航片的数量，提高工作效率，所述航片筛除单元用于对与相邻两张航片的叠片率高的航片进行筛除，避免重复性比对，减少工作量，所述航片筛除单元对一组相邻航片中的一个或多个航片进行筛除，所述航片筛除单元筛选出相互之间叠片率为10%的航片，作为比对源文件，所述比对标注单元用于对两期航片中的不同区域进行标注，使得可以迅速的寻找出当前航拍测量航片与往期正射拼接航片的不同。
作为优选技术方案，所述双屏处理模块包括双屏开发单元和内置双屏单元；
所述双屏开发单元用于在ARCGIS的基础上开发插件，所述内置双屏单元用于在ARCGIS的基础上进行两期航片的同时分屏比对，克服原有的ARCGIS无法进行同步双屏比对的问题，使得同一命令只操作一次即可实现两期航片的同步调整，避免了出现命令冲突和操作不便的问题，所述内置双屏单元实现对比源文件与往期正射航片的双屏比对，减少了切换和标注的工作量，提高了工作效率。
一种用于航拍测量航片的巡查比对处理方法，该方法包括以下步骤：
S1、无人机进行原始测量航片的拍摄，对无人机拍摄路径上的定位信息进行采集；
S2、对无人机拍摄的原始测量航片进行标准化命名，形成原始航片库；
S3、将无人机拍摄路径上的定位信息导出，并对定位信息进行处理；
S4、将无人机拍摄测量航片路径上的定位信息赋予对应的原始拍摄测量航片；
S5、利用坐标赋予单元赋予原始测量航片与往期正射航片一致的大地坐标；
S6、对处理之后的航片进行叠片率的确认以及对多余航片进行筛除，形成比对源文件；
S7、利用内置双屏单元实现比对源文件与往期正射航片之间的双屏查看；
S8、利用比对标注单元实现比对源文件与往期正射航片之间差异点的标注。
往期正射航片是指经过正射处理的同一地区的历史航片。
作为优选技术方案，所述步骤S1中，对于所述无人机拍摄路径上定位信息的采集频率和采集时间点与测量航片拍摄的频率和时间点一致，使得对于无人机定位信息的采集可以作为其拍摄的测量航片的定位信息；
所述步骤S2中，在所述无人机的航拍测量过程中，利用航片命名单元完成对已拍摄航片的标准化命名，提高了对于航片的处理效率，节约了航片处理的时间，加快了航片巡查比对的速度。
作为优选技术方案，所述步骤S3-S5中，利用信息导出单元导出的无人机定位信息，形成EXCLE路径，所述EXCLE路径中的定位信息名称利用EXCLE原有的命名工具对其进行修改，修改后的定位信息名称与航片命名单元标准化命名的原始航片名称一致，使得定位信息的坐标点名称与标准化命名之后的航片一一对应，实现对原始航片的坐标点定位，利用坐标配准单元将修改命名之后的EXCLE路径中的定位信息赋予原始航片，实现航片的坐标配准，使得原始航片具有原有坐标系，具有定位信息，便于对航片的拼接进行定位，利用坐标赋予单元赋予原始航片库中的原始航片大地坐标系，所述坐标赋予单元所赋予的大地坐标系与往期正射航片的大地坐标系一致，相互对应，相互关联，使得可以在一个大地坐标系中实现两期航片的比对。
作为优选技术方案，所述步骤S6中，原始航片拼接过程中相邻两张航片的叠片率为P%，对标准化命名之后的原始航片库中的原始航片进行逐一的拼接，形成相邻航片拼接叠片率的集合
Figure 391761DEST_PATH_IMAGE001
，其中，P1表示第一张航片与第二张航片之间的叠片率，P2表示第二张航片与第三张航片之间的叠片率，P3表示第三张航片与第四张航片之间的叠片率，…，Pn-1表示第n-1张航片与第n张航片之间的叠片率；
当Pi≥A且Pi+1≥A时，对第i+1张航片进行筛除，形成新的相邻航片拼接叠片率的集合
Figure 330330DEST_PATH_IMAGE002
，其中，Q1表示第一张航片与第二张航片之间的叠片率，Q2表示第二张航片与第三张航片之间的叠片率，Q3表示第三张航片与第四张航片之间的叠片率，…，Qm-1表示第m-1张航片与第n张航片之间的叠片率，A表示相邻两张航片之间的叠片率阈值；
当Qk≥A且Qk+1≥A时，对第k+1张航片进行筛除，最终形成比对源文件。
作为优选技术方案，所述步骤S7-S8中，利用双屏开发单元在ARCGIS上添加插件，形成内置双屏单元，所述内置双屏单元对比对源文件和往期正射航片进行双屏查看，在同一ARCGIS界面中可以同时打开两个窗口，实现同一命令只要操作一次即可实现同步，减少了切换和标注的工作量，提高了作业效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过航片命名单元、坐标配准单元和坐标赋予单元自动赋予测量航片的坐标定位信息，形成原始航片库，便于对原始航片进行寻找，对测量航片进行矢量化处理，使得与往期的正射航片相对应，使得可以与往期的正射航片在同一个大地坐标系中进行比对，使得航片处理的速度更快，保证了测量航片的时效性。
2、本发明通过航片筛除单元，对测量航片进行自动筛除，提取测量航片比对的必要航片，形成比对源文件，筛除了多余航片，减少了至少三分之一的比对工作，大大的提高了测量航片的比对效率，保证了测量航片的时效性。
3、同一窗口分屏作业，避免了双开造成指令冲突、重复切换窗口以及重复工作等问题，两期影像操作单期即可实现两期同步，使得对于测量航片的操作难度降低，提高了两期航片比对操作的难度。
附图说明
图1为本发明一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统的模块组成示意图；
图2为本发明一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统的模块连接示意图；
图3为本发明一种用于航拍测量航片的巡查比对处理方法的步骤流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：如图1～2所示，一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统，该系统包括航片预处理模块、航片比对模块和双屏处理模块；
航片预处理模块用于根据无人机的飞行路径对原始航片进行预处理，使得原始航片具有原有坐标系和定位信息，形成原始航片库，便于对原始航片进行寻找，提高后期的原始航片寻找效率，航片比对模块用于对航拍测量航片中的多余测量航片进行筛除并对两期航片进行比对标注，减少航片比对的数量，避免对航片的重复比对，提高了航片比对的工作效率，双屏处理模块用于在ARCGIS中对航拍测量航片进行内置双屏的比对，使得可以在ARCGIS中同时打开两个窗口，进行两期航片的同时比对，使得同一命令只要操作一次即可实现同步执行，减少了三分之一切换和标注的工作量，提高了作业效率，ARCGIS是一个可伸缩全面的GIS平台，集成了全面的GIS功能。
航片预处理模块包括坐标点处理单元、航片命名单元、坐标配准单元和坐标赋予单元；
坐标点处理单元用于根据无人机的飞行路径对其拍摄的坐标点进行处理，使得可以根据无人机拍摄航片的坐标点对航拍测量航片进行坐标定位，航片命名单元用于对原始航拍测量航片进行标准化命名，为了方便后期对原始航片进行寻找，坐标配准单元用于根据无人机拍摄时的位置信息赋予原始航片定位信息和坐标，实现对原始航拍测量航片的定位，赋予其原有坐标，坐标赋予单元用于赋予原始航拍测量航片大地坐标，使得与需要比对的往期正射航片坐标一致，使得航片可以在同一个大地坐标中进行比对，大地坐标系可以为WGS84坐标系、WGS72坐标系、54坐标系或80坐标系。
坐标点处理单元还包括无人机定位单元、信息导出单元和路径处理单元；
无人机定位单元用于在进行航片拍摄时对无人机拍摄点进行坐标定位，以便于根据无人机的定位信息赋予无人机在该点所拍摄航片的定位信息，信息导出单元用于将无人机拍摄过程中的定位信息导出，形成EXCLE路径，无人机拍摄过程中的坐标点与拍摄速度对应，路径处理单元用于对EXCLE路径进行处理，使其与航片命名单元所命名的原始航片的名称一致。
航片比对模块还包括叠片率确认单元、航片筛除单元和比对标注单元；
叠片率确认单元用于在航片拼接过程中对相邻两张航片之间的叠片率进行识别和计算，叠片率是指相邻两张航片在拼接过程中完全重合的部分，以便于根据航片之间的叠片率对航片进行筛选，减少需要比对的航片的数量，提高工作效率，航片筛除单元用于对与相邻两张航片的叠片率高的航片进行筛除，避免重复性比对，减少工作量，航片筛除单元对一组相邻航片中的一个或多个航片进行筛除，航片筛除单元筛选出相互之间叠片率为10%的航片，作为比对源文件，比对标注单元用于对两期航片中的不同区域进行标注，使得可以迅速的寻找出当前航拍测量航片与往期正射拼接航片的不同。
双屏处理模块包括双屏开发单元和内置双屏单元；
双屏开发单元用于在ARCGIS的基础上开发插件，内置双屏单元用于在ARCGIS的基础上进行两期航片的同时分屏比对，克服原有的ARCGIS无法进行同步双屏比对的问题，使得同一命令只操作一次即可实现两期航片的同步调整，避免了出现命令冲突和操作不便的问题，内置双屏单元实现对比源文件与往期正射航片的双屏比对，减少了切换和标注的工作量，提高了工作效率。
如图3所示，一种用于航拍测量航片的巡查比对处理方法，该方法包括以下步骤：
S1、无人机进行原始测量航片的拍摄，对无人机拍摄路径上的定位信息进行采集；
S2、对无人机拍摄的原始测量航片进行标准化命名，形成原始航片库；
S3、将无人机拍摄路径上的定位信息导出，并对定位信息进行处理；
S4、将无人机拍摄测量航片路径上的定位信息赋予对应的原始拍摄测量航片；
S5、利用坐标赋予单元赋予原始测量航片与往期正射航片一致的大地坐标；
S6、对处理之后的航片进行叠片率的确认以及对多余航片进行筛除，形成比对源文件；
S7、利用内置双屏单元实现比对源文件与往期正射航片之间的双屏查看；
S8、利用比对标注单元实现比对源文件与往期正射航片之间差异点的标注。
步骤S1中，对于无人机拍摄路径上定位信息的采集频率和采集时间点与测量航片拍摄的频率和时间点一致，使得对于无人机定位信息的采集可以作为其拍摄的测量航片的定位信息；
步骤S2中，在无人机的航拍测量过程中，利用航片命名单元完成对已拍摄航片的标准化命名，提高了对于航片的处理效率，节约了航片处理的时间，加快了航片巡查比对的速度。
步骤S3-S5中，利用信息导出单元导出的无人机定位信息，形成EXCLE路径，EXCLE路径中的定位信息名称利用EXCLE原有的命名工具对其进行修改，修改后的定位信息名称与航片命名单元标准化命名的原始航片名称一致，使得定位信息的坐标点名称与标准化命名之后的航片一一对应，实现对原始航片的坐标点定位，利用坐标配准单元将修改命名之后的EXCLE路径中的定位信息赋予原始航片，实现航片的坐标配准，使得原始航片具有原有坐标系，具有定位信息，便于对航片的拼接进行定位，利用坐标赋予单元赋予原始航片库中的原始航片大地坐标系，坐标赋予单元所赋予的大地坐标系与往期正射航片的大地坐标系一致，相互对应，相互关联，使得可以在一个大地坐标系中实现两期航片的比对。
步骤S6中，原始航片拼接过程中相邻两张航片的叠片率为P%，对标准化命名之后的原始航片库中的原始航片进行逐一的拼接，形成相邻航片拼接叠片率的集合
Figure 943714DEST_PATH_IMAGE001
，其中，P1表示第一张航片与第二张航片之间的叠片率，P2表示第二张航片与第三张航片之间的叠片率，P3表示第三张航片与第四张航片之间的叠片率，…，Pn-1表示第n-1张航片与第n张航片之间的叠片率；
当Pi≥60%且Pi+1≥60%时，对第i+1张航片进行筛除，形成新的相邻航片拼接叠片率的集合
Figure 306824DEST_PATH_IMAGE002
，其中，Q1表示第一张航片与第二张航片之间的叠片率，Q2表示第二张航片与第三张航片之间的叠片率，Q3表示第三张航片与第四张航片之间的叠片率，…，Qm-1表示第m-1张航片与第n张航片之间的叠片率；
当Qk≥60%且Qk+1≥60%时，对第k+1张航片进行筛除，最终形成比对源文件。
步骤S7-S8中，利用双屏开发单元在ARCGIS上添加插件，形成内置双屏单元，内置双屏单元对比对源文件和往期正射航片进行双屏查看，在同一ARCGIS界面中可以同时打开两个窗口，实现同一命令只要操作一次即可实现同步，减少了切换和标注的工作量，提高了作业效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统，其特征在于：该系统包括航片预处理模块、航片比对模块和双屏处理模块；
所述航片预处理模块用于根据无人机的飞行路径对原始航片进行预处理，使得原始航片具有原有坐标系和定位信息，形成原始航片库，所述航片比对模块用于对航拍测量航片中的多余测量航片进行筛除并对两期航片进行比对标注，所述双屏处理模块用于在ARCGIS中对航拍测量航片进行内置双屏的比对；
所述航片预处理模块包括坐标点处理单元、航片命名单元、坐标配准单元和坐标赋予单元；
所述坐标点处理单元用于根据无人机的飞行路径对其拍摄的坐标点进行处理，所述航片命名单元用于对原始航拍测量航片进行标准化命名，所述坐标配准单元用于根据无人机拍摄时的位置信息赋予原始航片定位信息和坐标，所述坐标赋予单元用于赋予原始航拍测量航片大地坐标。
2.根据权利要求1所述的一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统，其特征在于：所述坐标点处理单元还包括无人机定位单元、信息导出单元和路径处理单元；
所述无人机定位单元用于在进行航片拍摄时对无人机拍摄点进行坐标定位，所述信息导出单元用于将无人机拍摄过程中的定位信息导出，形成EXCLE路径，所述路径处理单元用于对EXCLE路径进行处理。
3.根据权利要求1所述的一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统，其特征在于：所述航片比对模块还包括叠片率确认单元、航片筛除单元和比对标注单元；
所述叠片率确认单元用于在航片拼接过程中对相邻两张航片之间的叠片率进行识别和计算，所述航片筛除单元用于对与相邻两张航片的叠片率高的航片进行筛除，所述比对标注单元用于对两期航片中的不同区域进行标注。
4.根据权利要求1所述的一种用于航拍测量航片的巡查比对处理系统，其特征在于：所述双屏处理模块包括双屏开发单元和内置双屏单元；
所述双屏开发单元用于在ARCGIS的基础上开发插件，所述内置双屏单元用于在ARCGIS的基础上进行两期航片的同时分屏比对。
5.一种用于航拍测量航片的巡查比对处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1、无人机进行原始测量航片的拍摄，对无人机拍摄路径上的定位信息进行采集；
S2、对无人机拍摄的原始测量航片进行标准化命名，形成原始航片库；
S3、将无人机拍摄路径上的定位信息导出，并对定位信息进行处理；
S4、将无人机拍摄测量航片路径上的定位信息赋予对应的原始拍摄测量航片；
S5、利用坐标赋予单元赋予原始测量航片与往期正射航片一致的大地坐标；
S6、对处理之后的航片进行叠片率的确认以及对多余航片进行筛除，形成比对源文件；
S7、利用内置双屏单元实现比对源文件与往期正射航片之间的双屏查看；
S8、利用比对标注单元实现比对源文件与往期正射航片之间差异点的标注。
6.根据权利要求5所述的一种用于航拍测量航片的巡查比对处理方法，其特征在于：所述步骤S1中，对于无人机拍摄路径上定位信息的采集频率和采集时间点与测量航片拍摄的频率和时间点一致；
所述步骤S2中，在无人机的航拍测量过程中，利用航片命名单元完成对已拍摄航片的标准化命名。
7.根据权利要求6所述的一种用于航拍测量航片的巡查比对处理方法，其特征在于：所述步骤S3-S5中，利用信息导出单元导出的无人机定位信息，形成EXCLE路径，所述EXCLE路径中的定位信息名称利用EXCLE原有的命名工具对其进行修改，修改后的定位信息名称与航片命名单元标准化命名的原始航片名称一致，利用坐标配准单元将修改命名之后的EXCLE路径中的定位信息赋予原始航片，实现航片的坐标配准，利用坐标赋予单元赋予原始航片库中的原始航片大地坐标系，所述坐标赋予单元所赋予的大地坐标系与往期正射航片的大地坐标系一致，相互对应，相互关联。
8.根据权利要求7所述的一种用于航拍测量航片的巡查比对处理方法，其特征在于：所述步骤S6中，原始航片拼接过程中相邻两张航片的叠片率为P%，对标准化命名之后的原始航片库中的原始航片进行逐一的拼接，形成相邻航片拼接叠片率的集合
Figure 651621DEST_PATH_IMAGE001
，其中，P1表示第一张航片与第二张航片之间的叠片率，P2表示第二张航片与第三张航片之间的叠片率，P3表示第三张航片与第四张航片之间的叠片率，…，Pn-1表示第n-1张航片与第n张航片之间的叠片率；
当Pi≥A且Pi+1≥A时，对第i+1张航片进行筛除，形成新的相邻航片拼接叠片率的集合
Figure 116101DEST_PATH_IMAGE002
，其中，Q1表示第一张航片与第二张航片之间的叠片率，Q2表示第二张航片与第三张航片之间的叠片率，Q3表示第三张航片与第四张航片之间的叠片率，…，Qm-1表示第m-1张航片与第n张航片之间的叠片率，A表示相邻两张航片之间的叠片率阈值；
当Qk≥A且Qk+1≥A时，对第k+1张航片进行筛除，最终形成比对源文件。
9.根据权利要求8所述的一种用于航拍测量航片的巡查比对处理方法，其特征在于：所述步骤S7-S8中，利用双屏开发单元在ARCGIS上添加插件，形成内置双屏单元，所述内置双屏单元对比对源文件和往期正射航片进行双屏查看，在同一ARCGIS界面中可以同时打开两个窗口。
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