CN112665554B - 一种正射影像的生成方法与系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种正射影像的生成方法与系统，其中，所述正射影像的生成方法，通过控制无人机航拍模块拍摄多张待拍摄区域的正拍照片，将多张正拍照片拼接在一起，生成待拍摄区域的正射影像，最终将拼接形成的正射影像进行瓦片分割与切片存储，实现了通过无人机拍摄的方式生成正射影像，不但摆脱了卫星获取图像的麻烦，随时可以进行作业，在线生成高清晰度的地面影像，而且可以在线更新局部瓦片数据，实现轻量化的局部动态更新，且更新是实时的，十分方便。

Description

一种正射影像的生成方法与系统

技术领域

本申请涉及遥感影像技术领域，特别是涉及一种正射影像的生成方法与系统。

背景技术

数字正射影像图(Digital Orthophoto Map，简称DOM)是同时具有地图几何精度和影像特征的图像，其具有精度高、信息丰富、直观逼真、以及获取快捷等优点，可作为地图分析背景控制信息，也可从中提取自然资源和社会经济发展的历史信息或最新信息，为防治灾害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据，还可从中提取和派生新的信息，实现地图的修测更新。

传统的数字正射影像图主要通过遥感卫星进行影像数据采集，受大气、高度等不可忽视的地理因素影响产生较大误差，影像精度较低，针对高精度专业测绘作业，不能满足精度需求。

最主要的问题是，传统的数字正射影像图，不能对作业区域内的正射影像数据进行及时更新和局部更新。这是由于数字正射影像图是通过遥感卫星进行影像数据采的，更新成本高，只能定期更新，无法做到实时更新。在更新过程中也是需要把所有地区的数字正射影像图全部更新，无法做到局部更新。因此，传统的数字正射影像图的使用局限性太大。

发明内容

基于此，有必要针对传统数字正射影像图无法做到及时更新和实时更新的问题，提供一种正射影像的生成方法与系统。

本申请提供一种正射影像的生成方法，所述正射影像的生成方法包括：

计算无人机航拍模块的正拍覆盖范围，以及所需拍摄的正拍照片的数量；

向无人机航拍模块发送拍摄指令，以控制无人机航拍模块拍摄一张照片；所述无人机航拍模块的相机镜头垂直于待拍摄区域的地面；

通过无人机航拍模块获取所述照片的照片属性；

判断所述照片是否为正拍照片；

反复执行向无人机航拍模块发送拍摄指令的步骤至判断照片是否为正拍照片的步骤，直至无人机航拍模块拍摄的照片数量达到所需拍摄的正拍照片的数量；

依据每一张照片的照片属性，采用四至运算方法，计算每一张照片的四至范围；

通过无人机航拍模块获取所有无人机航拍模块拍摄的照片，将所有无人机航拍模块拍摄的照片拼接在一起，生成正射影像；

将拼接形成的正射影像进行瓦片分割与切片存储。

进一步地，计算无人机航拍模块的正拍覆盖范围，以及所需拍摄的正拍照片的数量，包括：

获取预设照片精度要求；

依据所述预设照片精度要求确定无人机航拍模块的拍摄高度；

依据所述无人机航拍模块的拍摄高度，以及无人机航拍模块的参数，计算无人机航拍模块的正拍覆盖范围；

获取待拍摄区域的覆盖范围，依据待拍摄区域的覆盖范围和无人机航拍模块的正拍覆盖范围，计算所需拍摄的正拍照片的数量。

进一步地，在通过无人机航拍模块获取所述照片的照片属性之后，通过正射影像分析终端判断所述照片是否为正拍照片的步骤包括：

依据所述照片的照片属性判断所述照片是否为正拍照片；

若所述照片为正拍照片，则返回所述向无人机航拍模块发送拍摄指令的步骤，拍摄下一张照片；

若所述照片不为正拍照片，则返回所述向无人机航拍模块发送拍摄指令的步骤，重新对所述照片进行拍摄。

进一步地，依据所述照片的照片属性判断所述照片是否为正拍照片，包括：

从所述照片的照片属性中获取所述照片的俯仰角，判断俯仰角是否处于第一角度范围；

若所述照片的俯仰角处于第一角度范围，则进一步从所述照片的照片属性中获取所述照片的航向角；

判断所述照片的航向角是否处于第二角度范围；

若所述照片的航向角处于第二角度范围，则确定所述照片为正拍照片。

进一步地，所述依据每一张照片的照片属性，采用四至运算方法，计算每一张照片的四至范围，包括：

建立平面直角坐标系，将所述无人机航拍模块和所述待拍摄区域均置入所述平面直角坐标系；

依据所述照片的照片属性获取与所述照片对应的拍摄点坐标(x,y),照片像素宽度、以及照片像素长度；

依据公式1，计算所述照片的四至坐标，所述四至坐标包括左上坐标，左下坐标、右上坐标和右下坐标；

其中，

为左上坐标，

为左下坐标，

为右上坐标，

为右下坐标，pix为分辨率，x为拍摄点的横坐标，y为拍摄点的纵坐标，h为照片像素宽度，w为照片像素长度。

进一步地，将所有无人机航拍模块拍摄的照片拼接在一起，生成正射影像，包括：

选取一个无人机航拍模块拍摄的照片，基于加速稳健特征算法和暗点检测算法，搜寻与该照片临近的所有照片。

依据该照片的四至坐标，以及与该照片临近的所有照片的四至坐标，将该照片和与该照片临近的所有照片进行拼接。

反复执行前述临近照片搜寻和照片拼接步骤，直至所有照片拼接完毕，最终生成一张完整的正射影像。

进一步地，在向无人机航拍模块发送拍摄指令之前，所述正射影像的生成方法还包括：

分别计算待拍摄区域与各个无人机停靠点的直线距离，并将所述多个直线距离按由短到长的顺序排序；

调取与所述待拍摄区域直线距离最短的无人机停靠点的无人机航拍模块进行拍摄。

进一步地，所述无人机航拍模块为多个，在向无人机航拍模块发送拍摄指令之前，所述正射影像的生成方法还包括：

分别获取每一个无人机航拍模块的剩余电量；

基于每一个无人机航拍模块的剩余电量和正拍覆盖范围，计算每一个无人机航拍模块的剩余可拍摄范围；

计算多个无人机航拍模块之间，剩余可拍摄范围的比例关系，依据所述比例关系分配每一个无人机的实际拍摄范围，所述多个无人机航拍模块的实际拍摄范围之和为所述待拍摄区域的覆盖范围。

进一步地，在将拼接形成的正射影像进行瓦片分割与切片存储之后，所述正射影像的生成方法还包括：

将所述正射影像通过API接口传输至地图应用，并将所述正射影像与所述地图应用中的地理位置建立映射关系。

本申请还涉及一种正射影像生成系统，包括：

无人机航拍模块，用于拍摄待拍摄区域的照片；所述无人机航拍模块的相机镜头垂直于所述待拍摄区域的地面；

控制终端，与所述无人机航拍模块通信连接，用于计算无人机航拍模块的正拍覆盖范围，以及所需拍摄的正拍照片的数量，向无人机航拍模块发送拍摄指令，以控制无人机航拍模块拍摄照片，以及依据照片的照片属性判断所述无人机航拍模块拍摄的照片是否为正拍照片；

服务器，与所述控制终端通信连接，用于依据每一张照片的照片属性，采用四至运算方法，计算每一张照片的四至范围，以及通过无人机航拍模块获取所有无人机航拍模块拍摄的照片，将所有无人机航拍模块拍摄的照片拼接在一起，生成正射影像并存储。

本申请涉及一种正射影像的生成方法与系统，通过控制无人机航拍模块拍摄多张待拍摄区域的正拍照片，将多张正拍照片拼接在一起，生成待拍摄区域的正射影像，最终将拼接形成的正射影像进行瓦片分割与切片存储，实现了通过无人机拍摄的方式生成正射影像，不但摆脱了卫星获取图像的麻烦，随时可以进行作业，在线生成高清晰度的地面影像，而且可以在线更新局部瓦片数据，实现轻量化的局部动态更新，且更新是实时的，十分方便。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的正射影像的生成方法的流程示意图；

图2为本申请一实施例提供的正射影像的生成系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供一种正射影像的生成方法。需要说明的是，本申请提供的正射影像的生成方法的应用于任何具有拍摄权限的待拍摄区域。所述待拍摄区域可以为山川，河流，名胜古迹等等。

此外，本申请提供的正射影像的生成方法不限制其执行主体。可选地，本申请提供的正射影像的生成方法的执行主体的可以为一种正射影像生成系统。正射影像生成系统包括无人机航拍模块10、控制终端20和服务器30。

所述控制终端20设置有显示屏，用于显示各种各样的数据。

所述正射影像生成方法中的一些控制操作，可以通过所述控制终端20中的应用程序实现。

简单阐述应用程序的安装过程。将安装包拷贝入控制终端20后，在通过显示屏中点击安装按钮启动安装程序，显示屏弹出安装向导对话框，以提示用户根据安装向导完成应用程序的安装。

简单阐述应用程序的授权过程。应用程序安装完成后，当应用程序首次被启动时，显示屏弹出“未授权”的提示框和一个空白的文本框。可以通过在文本框输入授权码，进而点击授权按钮进行授权，本步骤相当于验证了用户身份信息。

所述控制终端20包括用户管理模块。用户需要通过注册账号，通过登录账号，实现应用程序中的功能。用户管理模块保存用户的账号信息。

简单阐述用户账号的注册过程。在授权完成后，显示屏弹出账号登录界面，点击注册按钮引导至注册页面。在注册页面，通过填写身份信息和正确的验证码，在通过验证后完成账号注册。

在账号注册完成后，可以选择进入“在线登录”或“离线登录”模式。选择“在线登录”模式时，所述控制终端20需连接网络、选择“离线登录”模式时，输入注册的手机号与密码，正确后即可登录。

所述用户管理模块可以提供修改密码、数据备份、版本信息、帮助、意见反馈和退出登录等功能或操作。这些功能或操作可以通过应用程序中的个人中心实现。

如图1所示，在本申请的一实施例中，所述正射影像的生成方法包括如下步骤S100至步骤S800：

S100，计算无人机航拍模块10的正拍覆盖范围，以及所需拍摄的正拍照片的数量。

具体地，所述控制终端20与一个无人机航拍模块10通信连接，通信方式可以为4G/5G网络，也可以为其他可以进行远程通信的通信连接方式。

本步骤为参数设置的过程。控制终端20可以通过控制终端20本地的处理器计算好参数，输入至控制终端20中的设置参数模块进行保存。

本步骤中，控制终端20预先对无人机航拍模块10的正拍覆盖范围进行计算。无人机航拍模块10可以包括无人机和搭载在无人机上的照相机。当照相机的相机镜头垂直于待拍摄区域的地面，拍摄的照片为正拍照片。此时照相机是具有一个拍摄的覆盖范围的，这里定义为正拍覆盖范围。

通过控制终端20计算所需拍摄的正拍照片的数量，则可以确定后续需要拍摄多少张正拍照片。

可选地，所述控制终端20还包括任务创建模块。在正拍覆盖范围和所需拍摄的正拍照片的数量计算完毕后，可以通过任务创建模块创建拍摄任务。具体地，可以点击主界面右上方的“新增”按钮，填写项目基本信息后进入任务新增界面。点击任务列表界面右上方的“新增”按钮，任务名称会自动命名，也可以自己修改任务名称。

另一种实施方式中，也可以通过服务器30进行正拍覆盖范围和所需拍摄的正拍照片的数量。在计算完毕后，服务器30再将计算好的正拍覆盖范围和所需拍摄的正拍照片的数量发送至控制终端20。

S200，向无人机航拍模块10发送拍摄指令，以控制无人机航拍模块10拍摄一张照片。所述无人机航拍模块10的相机镜头垂直于待拍摄区域的地面。

具体地，控制终端20还包括航线规划模块。航线规划模块具有自动规划航线的功能，以及自动生成各个拍摄点的坐标的功能。航线由多个拍摄点组成。控制终端20可以在控制终端20向无人机航拍模块10发送拍摄指令之前，通过航线规划模块依据前述设置的参数，以及待拍摄区域的地理位置，自动生成无人机航拍模块10的航线，以及生成航线中的各个拍摄点的坐标。

可选地，在航线生成后，点击控制终端20上的“一键拍摄”按钮，触发所述控制终端20向无人机航拍模块10发送拍摄指令的步骤，无人机航拍模块10从无人机停靠点起飞，前往待拍摄区域拍摄照片。

在飞行过程中，控制终端20可以向无人机航拍模块10发送飞行暂停、飞行继续、飞行停止、返航等控制指令。

S300，通过无人机航拍模块10获取所述照片的照片属性。

具体地，无人机航拍模块10在拍摄照片后，将照片的照片属性数据发送给控制终端20，控制终端20获取照片属性数据，并读取所述照片的照片属性。之后，返回步骤S200继续拍摄下一张照片。

S400，判断所述照片是否为正拍照片。

具体地，控制终端20可以基于照片的照片属性数据判断所述照片是否为正拍照片。若所述照片为正拍照片，返回所述步骤S200，继续拍摄下一张照片。控制终端20还可以将每一张照片的照片属性数据转发至服务器30。

S500，反复执行所述步骤S200至步骤S300，直至无人机航拍模块10拍摄的照片数量达到所需拍摄的正拍照片的数量。

具体地，所需拍摄的正拍照片的数量在步骤S100已经计算完毕。当控制终端20确定一张照片为正拍照片后，判断无人机航拍模块10拍摄的照片数量是否达到所需拍摄的正拍照片的数量，若达到所需拍摄的正拍照片的数量则执行后续步骤S600。若未达到所需拍摄的正拍照片的数量，返回所述步骤S200，继续拍摄下一张照片。

需要说明的是，在所有正拍照片拍摄完毕后，控制终端20还从无人机航拍模块10处获取所有正拍照片，并将所有正拍照片上传至服务器30。

S600，依据每一张照片的照片属性，采用四至运算方法，计算每一张照片的四至范围。

具体地，确定所述照片的四至范围可以确定该照片在所述待拍摄区域中所处的位置。本步骤中，服务器30可以计算每一张照片的四至范围。

S700，通过无人机航拍模块10获取所有无人机航拍模块拍摄的照片，将所有无人机航拍模块10拍摄的照片拼接在一起，生成正射影像。

具体地，所有照片拍摄完毕后，服务器30再向无人机航拍模块10获取所有已拍摄的照片文件，而不是拍摄一张传输一张，这样的使得无人机航拍模块10的工作效率更高。所述正射影像体现了所述待拍摄区域的在正拍视角下的全貌。可选地，无人机航拍模块10是将所有正拍照片发送至控制终端20，由控制终端20上传至服务器30。

本实施例中，通过控制无人机航拍模块10拍摄多张待拍摄区域的正拍照片，将多张正拍照片拼接在一起，生成待拍摄区域的正射影像，最终将拼接形成的正射影像进行瓦片分割与切片存储，实现了通过无人机拍摄的方式生成正射影像，不但摆脱了卫星获取图像的麻烦，随时可以进行作业，在线生成高清晰度的地面影像，而且可以在线更新局部瓦片数据，实现轻量化的局部动态更新，且更新是实时的，十分方便。

在本申请的一实施例中，所述步骤S100包括：

S110，获取预设照片精度要求。

具体地，所述预设的照片精度要求可以为预设的分辨率pix。

S120，依据所述预设照片精度要求确定无人机航拍模块10的拍摄高度。

具体地，控制终端20可以根据分辨率＝拍摄高度×传感器尺寸×焦距这个算式，计算无人机航拍模块10的拍摄高度。传感器尺寸为无人机航拍模块10中照相机的传感器的尺寸参数，焦距为照相机的焦距。传感器尺寸和焦距均为照相机的固定参数，分辨率是在步骤S110中的已知量。

所述拍摄高度为相机相对待拍摄区域的底面的高度。

S130，依据所述无人机航拍模块10的拍摄高度，以及无人机航拍模块10的参数，计算无人机航拍模块10的正拍覆盖范围。

具体地，本步骤中，通过拍摄高度，以及无人机航拍模块10的参数，控制终端20可以计算无人机航拍模块10的正拍覆盖范围。

S140，获取待拍摄区域的覆盖范围，依据待拍摄区域的覆盖范围和无人机航拍模块10的正拍覆盖范围，计算所需拍摄的正拍照片的数量。

具体地，例如，无人机航拍模块10的正拍覆盖范围为15.2厘米×10.2厘米，也即6英寸照片的尺寸，待拍摄区域的覆盖范围为1520米×1020米，则所需拍摄的正拍照片数量为1万。

上述无人机航拍模块10的正拍覆盖范围，拍摄高度，分辨率pix所需拍摄的正拍照片的数量等参数，均可以输入至控制终端20中的设置参数模块进行保存，以使下次拍摄免去重新设置参数的麻烦。

本实施例中，通过控制终端20计算无人机航拍模块10的正拍覆盖范围，以及根据正拍覆盖范围计算所需拍摄的正拍照片的数量，为后续无人机航拍模块10的实际拍摄过程提供了数据支持。

在本申请的一实施例中，在所述步骤S300之后，所述正射影像的生成方法还包括：

S410，依据所述照片的照片属性判断所述照片是否为正拍照片。

S420，若所述照片为正拍照片，则返回所述步骤S200拍摄下一张照片。

S430，若所述照片不为正拍照片，则返回所述步骤S200，重新对所述照片进行拍摄。

具体地，在每一张照片拍摄结束后，控制终端20已经获取了照片的照片属性，由于对照片质量的不确定，控制终端20还需要对每一张照片执行正拍照片的验证过程。

控制终端20在验证照片是否为正拍照片后，将验证结果发送至服务器30。验证结果即分析结果。

控制终端20向服务器30发送的分析结果还包括各个照片的照片属性数据。

本实施例中，通过对无人机航拍模块10拍摄的照片进行正拍照片的质量验证，可以避免最终正射影像中出现有拍摄角度误差的照片。

在本申请的一实施例中，所述步骤S410包括：

S411，从所述照片的照片属性中获取所述照片的俯仰角，判断俯仰角是否处于第一角度范围。

S412，若所述照片的俯仰角处于第一角度范围，则进一步从所述照片的照片属性中获取所述照片的航向角。

S413，判断所述照片的航向角是否处于第二角度范围。

S414，若所述照片的航向角处于第二角度范围，则确定所述照片为正拍照片。

具体地，第一角度范围和第二角度范围可以不做具体限制。由于正拍照片的俯仰角应当为-90°，翻滚应当为0°，考虑到户外飞行受到天气，尘霾等影像，本步骤中的第一角度范围和第二角度范围可以是在数值上略宽限的范围。第一角度范围可以为大于等于-87°且小于等于-93°的角度范围。第二角度范围可以为大于等于-3°且小于等于3°的角度范围。

本实施例中，通过控制终端20对照片的俯仰角和航向角的判断，可以准确快速的判断照片是否为标准的正拍照片。

在本申请的一实施例中，所述步骤S600包括如下步骤S610至步骤S630：

S610，建立平面直角坐标系，将所述无人机航拍模块10和所述待拍摄区域均置入所述平面直角坐标系。

具体地，所述无人机航拍模块10和所述待拍摄区域所处高度不同，但是可以通过服务器30将二者置入所述平面直角坐标系，从而将无人机的照相机位置和待拍摄区域进行对应。可选地，可以将待拍摄区域中的一个点作为坐标原点。

S620，依据所述照片的照片属性获取与所述照片对应的拍摄点坐标(x,y),照片像素宽度、以及照片像素长度。

具体地，无人机航拍模块10的参数中包括照片像素宽度和照片像素长度，属于固定参数。

S630，依据公式1，计算所述照片的四至坐标，所述四至坐标包括左上坐标，左下坐标、右上坐标和右下坐标。

其中，

为左上坐标。

为左下坐标。

为右上坐标。

为右下坐标。pix为分辨率。x为拍摄点的横坐标。y为拍摄点的纵坐标。h为照片像素宽度。w为照片像素长度。i为照片的序号。

具体地，通过服务器30计算左上坐标，左下坐标、右上坐标和右下坐标，可以将照片拍摄的区域和待拍摄区域进行位置的映射。

本实施例中，服务器30通过建立平面直角坐标系，将所述无人机航拍模块10和所述待拍摄区域均置入所述平面直角坐标系，并基于平面直角坐标系计算照片的四至坐标，使得照片拍摄的区域和待拍摄区域建立位置的映射，为后续照片的拼接提供基础。

在本申请的一实施例中，所述步骤S700包括如下步骤S710至步骤S730：

S710，选取一个无人机航拍模块10拍摄的照片，基于加速稳健特征算法和暗点检测算法，搜寻与该照片临近的所有照片；

S720，依据该照片的四至坐标，以及与该照片临近的所有照片的四至坐标，将该照片和与该照片临近的所有照片进行拼接；

S730，反复执行所述步骤S710至步骤S720，直至所有照片拼接完毕，最终生成一张完整的正射影像。

具体地，所述服务器30还包括特征匹配模块。所述步骤S710包括：

S711，服务器30的特征匹配模块通过加速稳健特征算法对所述照片和其他所有照片进行特征点匹配，得到多组特征点对。每一组特征点对，包括多个特征点对。

例如，选取的照片为照片A，那么可以将照片A和另一个照片B通过，通过加速稳健特征算法进行特征点匹配。具体地，可以分析位于照片A的物理中心点周围均匀分布的多个第一特征点，与照片B中的物理中心点周围均匀分布的多个第二特征点，两两组成特征点对。

所述步骤S710还包括：

S712，特征匹配模块利用暗点检测算法对每一个特征点对进行分析筛选，将特征点对中的暗点对去除。

具体地，服务器30的特征匹配模块分别以特征点对中的第一特征点为中心向外扩展形成一个方形的第一像素区域以及以第二特征点为中心向外扩展形成一个与第一像素区域大小相同的方形第二像素区域。分析第一像素区域和第二像素区域中的每一个点的RGB值，将第一像素区域和第二像素区域中的R、G、B值均大于120的像素点视为暗像素点。若一个像素区域中的暗像素点个数占比大于60％，则该像素区域为暗像素区域。暗像素点个数占比大于60％是指一个像素区域中的暗像素点个数与该像素区域总像素点个数的比值大于60％。将第一像素区域和第二像素区域中的一个的暗像素点个数占比大于60％的特征点对标记为暗点对，并将暗点对去除。即，一个特征点对所对应的第一像素区域和第二像素区域中的一个为暗像素区域，则该特征点对为暗点对。

第一像素区域和第二像素区域可以根据需要进行设定。在本发明中，第一像素区域和第二像素区域为N×N的像素区域，N为大于1的奇数。具体的，在本发明中，第一像素区域和第二像素区域为5×5的像素区域，第一特征点和第二特征点分别位于第一像素区域和第二像素区域的中心处。

服务器30还包括照片拼接模块。服务器30的照片拼接模块依据该照片的四至坐标，以及与该照片临近的所有照片的四至坐标，将该照片和与该照片临近的所有照片进行拼接。反复进行拼接过程后，可以生成一张完整的正射影像。

本实施例中，通过服务器30运行加速稳健特征算法和暗点检测算法，可以实现对多个照片快速且准确的拼接，最大程度上还原待拍摄区域的全貌。

在本申请的一实施例中，在所述步骤S700之后，所述正射影像的生成方法还包括如下步骤：

S800，将拼接形成的正射影像进行瓦片分割与切片存储。

具体地，所述服务器30还包括切片分级模块。所述切片分级模块对正射影像进行瓦片分割，根据压缩技术自动生成不同的切片分级，级数越大，分辨率越高，级数越小，分辨率越低。不同的切片分级组成了一个瓦片金字塔。

对正射图像进行瓦片分割时，切片分级模块是基于切片参数进行分割的。切片参数包括切片层级，照片质量，照片分辨率和瓦片大小。切片层级为正射影像压缩后的最优层级。照片质量为50-90的范围区间。默认照片质量为75。根据压缩倍率，可以计算正射影像压缩后的照片最佳分辨率。根据压缩倍率，可以计算每一张瓦片的像素个数。

对正射影像进行瓦片分割后，还要进行切片存储，具体地，先以WEB墨卡托投影格网方式进行切片存储。其次，在存储时，可以记录每一张瓦片的的行列号、四至坐标及分辨率。再次，根据每张瓦片的层级、行列号、四至坐标及分辨率，采用BX树方法建立索引，这样可以对正射影像进行局部的更新。切片存储后的数据可以存储于服务器30上。

本实施例中，通过将拼接形成的正射影像进行瓦片分割与切片存储，可以通过在线更新局部瓦片数据，实现正射影像的轻量化动态更新。

在本申请的一实施例中，在所述步骤S200之前，所述正射影像的生成方法还包括如下步骤S151至步骤S152:

S151，分别计算待拍摄区域与各个无人机停靠点的直线距离，并将所述多个直线距离按由短到长的顺序排序；

S152，调取与所述待拍摄区域直线距离最短的无人机停靠点的无人机航拍模块10进行拍摄。

具体地，本实施例介绍了无人机航拍模块10的调取策略。由于无人机航拍模块10在拍摄时，是从无人机停靠点起飞，前往待拍摄区域进行拍摄的。因此，前往待拍摄区域需要消耗时间和无人机的电量。、

本实施例中，控制终端20通过调取与所述待拍摄区域直线距离最短的无人机停靠点的无人机航拍模块10进行拍摄，节省了无人机航拍模块10的航行时间和航行消耗电量。

在本申请的一实施例中，所述无人机航拍模块10为多个，在所述步骤S200之前，所述正射影像的生成方法还包括如下步骤S161至步骤S163：

S161，分别获取每一个无人机航拍模块10的剩余电量。

S162，基于每一个无人机航拍模块10的剩余电量和正拍覆盖范围，计算每一个无人机航拍模块10的剩余可拍摄范围。

S163，计算多个无人机航拍模块10之间，剩余可拍摄范围的比例关系，依据所述比例关系分配每一个无人机的实际拍摄范围，所述多个无人机航拍模块10的实际拍摄范围之和为所述待拍摄区域的覆盖范围。

具体地，每一个无人机停靠点均有多个无人机航拍模块10。本实施例适用于待拍摄区域覆盖面积较大，需要多个无人机航拍模块10协同作业的作业场景。

举例说明，一个实施例中，有2个无人机航拍模块10协同作业，首先，需要获取两个无人机航拍模块10的电量，例如一个无人机航拍模块10(命名为无人机航拍模块A)有60％电量，另一个无人机航拍模块10有30％电量(命名为无人机航拍模块B)。其次，获取每一个无人机航拍模块10正拍覆盖范围。进一步地，依据剩余电量和正拍覆盖范围，计算每一个无人机航拍模块10的剩余可拍摄范围。例如经计算，无人机航拍模块A的剩余可拍摄范围为100平方米，无人机航拍模块B的剩余可拍摄范围为50平方米，比例为2比1，那么无人机航拍模块A要分配待拍摄区域的2/3，无人机航拍模块B要分配待拍摄区域的1/3，这样才能保证拍摄过程的顺利。

本步骤可以由控制终端20完成，也可以由服务器30完成。

本实施例可以确保多个无人机航拍模块10协同作业时，拍摄资源的分配合理化。

在本申请的一实施例中，在所述步骤S700之后，所述正射影像的生成方法还包括如下步骤：

S910，将所述正射影像通过API接口传输至地图应用，并将所述正射影像与所述地图应用中的地理位置建立映射关系。

S920，实时监控是否接收到所述地图应用发送的影像更新请求。

S930，当接收到所述地图应用发送的影像更新请求时，读取所述影像更新请求中包含的地理位置信息。

S940，依据所述地理位置信息，对已进行切片存储的正射影像进行局部更新，生成更新后的正射影像。

S950，将更新后的正射影像通过API接口传输至地图应用。

具体地，第三方的地图应用，即第三方地图应用程序可以向所述服务器30发送服务地址。所述所述服务器30依据所述服务地址，通过API接口将正射影像传输至第三方地图应用程序，以实现所述正射影像与所述第三方地图应用程序中的地理位置建立映射关系。地图服务支持HTTP和HTTPS协议。地图服务采用OGC WMTS标准。

本实施例中，还可以对正射影像进行实时的局部更新。由于前述内容已经提及，正射影像是通过切片存储的。那么可以根据每张瓦片的层级、行列号、四至坐标及分辨率，采用BX树方法建立索引，这样可以对正射影像进行局部的更新，更新方便且更新速度快。

本实施例中，通过基于正射影像发布影像地图API服务，为高清仿正射影像服务提供了数据，降低数据更新成本，便于第三方平台用户浏览。、

如图2所示，本申请还提供一种正射影像生成系统，包括无人机航拍模块10、控制终端20和服务器30。所述控制终端20，与所述无人机航拍模块10通信连接。所述服务器30，与所述控制终端20通信连接。

所述控制终端20，用于计算无人机航拍模块10的正拍覆盖范围，以及所需拍摄的正拍照片的数量，向无人机航拍模块10发送拍摄指令，以控制无人机航拍模块10拍摄照片，以及依据照片的照片属性判断所述无人机航拍模块10拍摄的照片是否为正拍照片。

所述服务器30，用于依据每一张照片的照片属性，采用四至运算方法，计算每一张照片的四至范围，以及通过无人机航拍模块10获取所有无人机航拍模块拍摄的照片，将所有无人机航拍模块10拍摄的照片拼接在一起，生成正射影像并存储。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，各方法步骤也并不做执行顺序的限制，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种正射影像的生成方法，其特征在于，所述正射影像的生成方法包括：

S100，计算无人机航拍模块的正拍覆盖范围，以及所需拍摄的正拍照片的数量；

S200，向无人机航拍模块发送拍摄指令，以控制无人机航拍模块拍摄一张照片；所述无人机航拍模块的相机镜头垂直于待拍摄区域的地面；

S300，通过无人机航拍模块获取所述照片的照片属性；

S400，依据所述照片的照片属性判断所述照片是否为正拍照片；

S500，反复执行所述步骤S200至步骤S400，直至无人机航拍模块拍摄的照片数量达到所需拍摄的正拍照片的数量；

S600，依据每一张照片的照片属性，采用四至运算方法，计算每一张照片的四至范围；所述步骤S600包括：

S610，建立平面直角坐标系，将所述无人机航拍模块和所述待拍摄区域均置入所述平面直角坐标系；

S620，依据所述照片的照片属性获取与所述照片对应的拍摄点坐标(x,y),照片像素宽度、以及照片像素长度；

S630，依据公式1，计算所述照片的四至坐标，所述四至坐标包括左上坐标，左下坐标、右上坐标和右下坐标；

其中，

为左上坐标，

为左下坐标，

为右上坐标，

为右下坐标，pix为分辨率，x为拍摄点的横坐标，y为拍摄点的纵坐标，h为照片像素宽度，w为照片像素长度；

S700，通过无人机航拍模块获取所有无人机航拍模块拍摄的照片，将所有无人机航拍模块拍摄的照片拼接在一起，生成正射影像；

S800，将拼接形成的正射影像进行瓦片分割与切片存储。

2.根据权利要求1所述的正射影像的生成方法，其特征在于，所述步骤S100包括：

S110，获取预设照片精度要求；

S120，依据所述预设照片精度要求确定无人机航拍模块的拍摄高度；

S130，依据所述无人机航拍模块的拍摄高度，以及无人机航拍模块的参数，计算无人机航拍模块的正拍覆盖范围；

S140，获取待拍摄区域的覆盖范围，依据待拍摄区域的覆盖范围和无人机航拍模块的正拍覆盖范围，计算所需拍摄的正拍照片的数量。

3.根据权利要求2所述的正射影像的生成方法，其特征在于，所述步骤S400包括：

S410，依据所述照片的照片属性判断所述照片是否为正拍照片；

S420，若所述照片为正拍照片，则返回所述步骤S200拍摄下一张照片；

S430，若所述照片不为正拍照片，则返回所述步骤S200，重新对所述照片进行拍摄。

4.根据权利要求3所述的正射影像的生成方法，其特征在于，所述步骤S410包括：

S411，从所述照片的照片属性中获取所述照片的俯仰角，判断俯仰角是否处于大于第一角度范围；

S412，若所述照片的俯仰角处于第一角度范围，则进一步从所述照片的照片属性中获取所述照片的航向角；

S413，判断所述照片的航向角是否处于大于第二角度范围；

S414，若所述照片的航向角处于第二角度范围，则确定所述照片为正拍照片。

5.根据权利要求4所述的正射影像的生成方法，其特征在于，所述步骤S700包括：

S710，选取一个无人机航拍模块拍摄的照片，基于加速稳健特征算法和暗点检测算法，搜寻与该照片临近的所有照片；

S720，依据该照片的四至坐标，以及与该照片临近的所有照片的四至坐标，将该照片和与该照片临近的所有照片进行拼接；

S730，反复执行所述步骤S710至步骤S720，直至所有照片拼接完毕，最终生成一张完整的正射影像。

6.根据权利要求5所述的正射影像的生成方法，其特征在于，在所述步骤S200之前，所述正射影像的生成方法还包括：

S151，分别计算待拍摄区域与各个无人机停靠点的直线距离，并将所述多个直线距离按由短到长的顺序排序；

S152，调取与所述待拍摄区域直线距离最短的无人机停靠点的无人机航拍模块进行拍摄。

7.根据权利要求6所述的正射影像的生成方法，其特征在于，所述无人机航拍模块为多个，在所述步骤S200之前，所述正射影像的生成方法还包括：

S161，分别获取每一个无人机航拍模块的剩余电量；

S162，基于每一个无人机航拍模块的剩余电量和正拍覆盖范围，计算每一个无人机航拍模块的剩余可拍摄范围；

S163，计算多个无人机航拍模块之间，剩余可拍摄范围的比例关系，依据所述比例关系分配每一个无人机的实际拍摄范围，所述多个无人机航拍模块的实际拍摄范围之和为所述待拍摄区域的覆盖范围。

8.根据权利要求7所述的正射影像的生成方法，其特征在于，在所述步骤S800之后，所述正射影像的生成方法还包括：

S910，将所述正射影像通过API接口传输至地图应用，并将所述正射影像与所述地图应用中的地理位置建立映射关系；

S920，实时监控是否接收到所述地图应用发送的影像更新请求；

S930，当接收到所述地图应用发送的影像更新请求时，读取所述影像更新请求中包含的地理位置信息；

S940，依据所述地理位置信息，对已进行切片存储的正射影像进行局部更新，生成更新后的正射影像；

S950，将更新后的正射影像通过API接口传输至地图应用。

9.一种正射影像生成系统，其特征在于，包括：

无人机航拍模块，用于拍摄待拍摄区域的照片；所述无人机航拍模块的相机镜头垂直于所述待拍摄区域的地面；

控制终端，与所述无人机航拍模块通信连接，用于计算无人机航拍模块的正拍覆盖范围，以及所需拍摄的正拍照片的数量，向无人机航拍模块发送拍摄指令，以控制无人机航拍模块拍摄照片，以及依据照片的照片属性判断所述无人机航拍模块拍摄的照片是否为正拍照片；

服务器，与所述控制终端通信连接，用于依据每一张照片的照片属性，采用四至运算方法，计算每一张照片的四至范围，以及通过无人机航拍模块获取所有无人机航拍模块拍摄的照片，将所有无人机航拍模块拍摄的照片拼接在一起，生成正射影像并存储；

所述采用四至运算方法，计算每一张照片的四至范围包括：

建立平面直角坐标系，将所述无人机航拍模块和所述待拍摄区域均置入所述平面直角坐标系；

依据所述照片的照片属性获取与所述照片对应的拍摄点坐标(x,y),照片像素宽度、以及照片像素长度；

依据公式1，计算所述照片的四至坐标，所述四至坐标包括左上坐标，左下坐标、右上坐标和右下坐标；

其中，

为左上坐标，

为左下坐标，

为右上坐标，

为右下坐标，pix为分辨率，x为拍摄点的横坐标，y为拍摄点的纵坐标，h为照片像素宽度，w为照片像素长度。

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