CN114331914A - 一种图像快速校准与实时渲染方法、系统、介质及移动端 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地理信息技术与图像处理技术领域，公开了一种图像快速校准与实时渲染方法、系统、介质及移动端。移动端将本地图像与遥感影像底图进行同时显示以及非同步缩放叠加渲染；服务端接收到移动端上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，进行本地图像的配准；本地图像配准后在服务器端进行瓦片切图与服务发布；发布后的服务在移动端设备上实时渲染。本发明具有简易的操作性，很强的实用性。仅需移动端设备，不需要其他的工具，就能够完成自动图像校正、瓦片切图、服务发布的过程。本发明在野外调查时将本地图像的上传后立刻就能在移动端查看校正后的图像，便捷快速，解决了移动端图像配准无法操作和移动端图像无法实时查看的问题。
Description
技术领域
本发明属于地理信息技术与图像处理技术领域，尤其涉及一种基于移动终端的图像快速校准与实时渲染方法、系统、介质及移动端。
背景技术
目前，传统将本地图像配准到具有空间信息的遥感影像或者矢量底图的方法，通常是采用桌面端的GIS软件进行处理,操作复杂且不便捷,由于无法在移动端实现图像的配准，致使在野外作业环境下不具备可操作性，导致现场人员无法快速的将图像用到野外业务中。
除此之外，由于目前的主流地图引擎系统在影像渲染时主要依赖瓦片地图，无法直接加载大幅的带地理坐标的图像数据，通过桌面GIS软件校准后的图像为大幅影像数据，仅可在桌面GIS软件内查看,无法直接通过主流地图引擎渲染后在移动端中查看，需要人工进行瓦片生产，并人工配置服务，才能进行展示，整个过程时间长，人工工作较多，因此校准后的图像在移动端的通用性较差。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
（1）现有技术中，图像校正、瓦片切图、服务发布的过程繁琐，使得的图像处理效率低下，实用性差。
（2）现有技术中，在野外调查时，图像处理设备图像配准无法操作和图像无法实时查看。
解决以上问题及缺陷的难度为：
（1）传统图像校正用桌面端的GIS工具中操作，在野外调研时无法使用，需在移动端上新建一种仅用简单的操作来实现图像校正方法；
（2）现有技术中图像校正、瓦片切图、服务发布等多人协作的操作过程，要实现自动化处理和移动端的实时渲染，难点为需统一前后数据交换接口，确定标准的数据配置信息，建立标准化的服务发布规则，并实现服务器端实时处理。
解决以上问题及缺陷的意义为：通过图像快速校准与实时渲染方法，解决了图像校正、瓦片切图、服务发布的过程繁琐，效率低的问题，让极其专业的地图操作过程转变为自动化处理，可以让普通作业员轻松上手。可将本地图像通过自动化处理后在移动端上流畅的展示，利于野外调查时在移动端上轻松访问所需数据，提高野外调查的效率。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种图像快速校准与实时渲染方法、系统、介质及移动端。具体涉及一种基于移动终端的图像快速校准与实时渲染方法。本发明目的在于解决如何克服图像校正复杂不便捷难题，解决快速在移动端渲染展示的问题。
所述技术方案如下：一种图像快速校准与实时渲染方法包括：移动端中将本地图像与遥感影像底图进行同时显示但非同步缩放叠加渲染；服务端接收到移动端上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，进行本地图像的配准；本地图像配准后在服务器端进行瓦片切图与服务发布；发布后的服务在移动端设备上实时渲染。
在一个实施例中， 在移动端地图引擎和图片显示控件的共同支撑下，首先对遥感影像底图进行基本加载，然后通过图片显示控件将本地图像无地理坐标系的加载的移动端屏幕中，实现无地理坐标系本地图像和有地理坐标系的遥感影像底图的同时显示和非同步缩放控制；所述非同步缩放控制包括：在图片显示控件范围内实现本地图像的任意缩放操作在以及地图引擎的支持下实现遥感影像底图的任意缩放操作；用户在本地图像和遥感影像底图之间切换实现连接点拾取。
在一个实施例中，所述服务端接收到移动端上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，进行本地图像的配准具体包括：通过已选择的连接点，计算本地图像的像素坐标与实际地理坐标经纬度之间的对应关系，通过选取的连接点构建方程，当连接点数大于3组时，使用最小二乘法解算得到a、b、c、d、e、f六个参数；解算过程包括：
总误差的平方为：
在一个实施例中，通过计算得到的a、b、c、d、e、f六个参数值生成转换参数文件，使本地图像具备实际地理坐标信息。
在一个实施例中，所述本地图像配准后在服务器端进行瓦片切图与服务发布具体包括：
瓦片制作程序自动获取图像的基本信息以及配置参数，包括图像像素、坐标系信息、输出路径，服务器端自动读到配置信息后，根据配置信息，计算出需要输出的瓦片层级和相应的输出范围；通过自动调用瓦片切图工具将本地图像生产为瓦片数据，瓦片生产完成后由服务器端上传，并配置发布信息，完成瓦片发布的过程。
在一个实施例中，所述发布后的服务在移动端设备上实时渲染具体包括：校准后的本地图像与遥感影像底图均按照标准的地图瓦片格式进行存储；前端地图引擎根据当前屏幕范围获取该范围内的所有图层信息，当瓦片ID相同、但图层不同时，根据图层序号，用图层序号大的瓦片覆盖序号小的瓦片。
在一个实施例中，所述服务端接收到移动端上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标前还需进行：在移动端中选取连接点，获取本地图像的图像坐标及实际地理坐标，形成连接点匹配文件，并将本地图像及连接点匹配文件上传至服务器。
在一个实施例中，所述在移动端中选取连接点，获取本地图像的图像坐标及实际地理坐标，形成连接点匹配文件，并将本地图像及连接点匹配文件上传至服务器具体包括：在本地图像和遥感影像底图之间切换，拾取连接点；
所述在移动端中选取连接点中连接点选择标准包括：
（1）连接点选择时能清晰识别特征点；
（2）本地图像与遥感影像的快速配准需要选择至少三组本地图像与遥感影像的连接点对；
（3）连接点的分布应均匀分布在本地图像上；
所述连接点匹配文件包括：
1）连接点序号：由程序通过自增的方式自动生成；
2）本地图像的图像坐标横坐标：本地图像左上角为原点坐标，图像坐标由人工选取生成；
3）本地图像的图像坐标纵坐标：本地图像左上角为原点坐标，图像坐标由人工选取生成；
4）像素坐标对应的实际地理坐标经度信息：经纬度由人工在遥感影像底图上选择获取；
5）像素坐标对应的实际地理坐标纬度信息：经纬度由人工在遥感影像底图上选择获取。
本发明的另一目的在于提供一种图像快速校准与实时渲染系统包括：
移动端，用于将本地图像与遥感影像底图进行同时显示以及非同步缩放叠加渲染；
图像坐标、实际地理坐标获取和传输模块，用于在移动端中选取连接点，获取本地图像的图像坐标及实际地理坐标，并将本地图像与连接点匹配文件上传至服务器；
服务端，用于接收到移动端上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，自动进行本地图像的快速配准；
瓦片切图、服务发布模块，用于在服务器端自动完成瓦片切图与服务发布；
渲染查看模块，用于发布后的服务在移动端上实时渲染查看。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
在移动端中将本地图像与遥感影像底图进行同时显示以及非同步缩放叠加渲染；
在移动端中选取少量连接点，获取本地图像的图像坐标及实际地理坐标，并将图像与连接点匹配文件上传至服务器；
服务端接收到移动端上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，自动进行本地图像的快速配准；
在本地图像校准的基础上在服务器端自动完成瓦片切图与服务发布；
发布后的服务在移动端上实时渲染查看。
本发明的另一目的在于提供一种移动端，所述移动端将本地图像与遥感影像底图进行同时显示以及非同步缩放叠加渲染；选取连接点，获取本地图像的图像坐标及实际地理坐标，形成连接点匹配文件，并将图像与连接点匹配文件上传至服务器；将服务器进行本地图像的快速配准、自动完成瓦片切图与服务发布后的服务实时渲染查看。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：移动端中将本地图像与遥感影像底图进行同时显示但非同步缩放的叠加渲染，为移动端中连接点选取提供了可用的简便工具，通过图像校正、瓦片切图、服务发布等自动化处理功能，解决了传统处理过程繁琐，效率低的问题，让极其专业的地图操作过程转变为自动化处理，可以让普通作业员轻松上手。可将本地图像通过自动化处理后在移动端上流畅的展示，利于野外调查时在移动端上轻松访问所需数据，提高野外调查的效率。
本发明具有简易的操作性，很强的实用性。仅需移动端设备，不需要其他的工具，就能够完成自动图像校正、瓦片切图、服务发布的过程。
本发明高效便捷，在野外调查时将本地图像的上传后立刻就能在移动端查看校正后的图像，便捷快速，解决了移动端图像配准无法操作和移动端图像无法实时查看的问题。
相比于现有技术，本发明地优点进一步包括：
本发明提供一种图像快速校准与实时渲染方法、系统、介质及移动端：移动端设备是野外调用必须用到一种辅助设备，利用移动端可以很好的为野外调查人员前期出行规划和现场调查记录提供便捷的手段，但现有瓦片切图和服务发布操作复杂且不便捷,无法在移动端实现图像的配准，致使在野外作业环境下不具备可操作性，导致现场人员无法快速的将图像用到野外业务中。本发明充分分析外业用图时效要求高和瓦片切图和服务发布操作复杂、效率低的矛盾，研制了基于移动端的图像快速校准与实时渲染方法：服务端接收到移动端上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，进行本地图像的配准；本地图像配准后在服务器端进行瓦片切图与服务发布；发布后的服务在移动端设备上实时渲染。本方法具有简易的操作性，很强的实用性，仅需移动端设备，不需要其他的工具，就能够完成自动图像校正、瓦片切图、服务发布的过程。在野外调查时将本地图像的上传后立刻就能在移动端查看校正后的图像，便捷快速，解决了移动端图像配准无法操作和移动端图像无法实时查看的问题，具有重要的实际意义。
当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本发明实施例提供的图像快速校准与实时渲染方法流程图。
图2是本发明实施例提供的图像快速校准与实时渲染方法原理图。
图3是本发明实施例提供的瓦片切图流程图。
图4是本发明实施例提供的校准后的影像渲染过程流程图。
图5是本发明实施例提供的图像快速校准与实时渲染系统示意图。
图中：1、移动端；2、图像坐标、实际地理坐标获取和传输模块；3、服务端；4、瓦片切图、服务发布模块；5、渲染查看模块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
图1是本发明实施例提供的图像快速校准与实时渲染方法包括：
S101，在移动端1中将本地图像与遥感影像底图进行同时显示以及非同步缩放叠加渲染。
S102，在移动端1中选取少量连接点，获取本地图像的图像坐标及实际地理坐标，形成连接点匹配文件，并将图像与连接点匹配文件上传至服务器。
S103，服务端3接收到移动端1上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，自动进行本地图像的快速配准。
S104，在本地图像校准的基础上在服务器端自动完成瓦片切图与服务发布。
S105，发布后的服务在移动端1设备上实时渲染查看。
图2是本发明实施例提供的图像快速校准与实时渲染方法原理。
在本发明一优选实施例中，步骤S101在移动端1中将本地图像与遥感影像底图进行同时显示以及非同步缩放叠加渲染具体包括：
在移动端1地图引擎的支持下，首先对遥感影像底图进行基本加载，然后通过图片显示控件将本地图像无地理坐标系的加载的移动端1屏幕中，实现本地图像和遥感影像底图的非同步缩放控制，在图片显示控件范围内实现本地图像的任意缩放操作，在地图引擎的支持下实现遥感影像底图的任意缩放操作，用户可在本地图像和遥感影像底图之间切换，实现便捷地、快速地连接点拾取。
在本发明一优选实施例中，步骤S102中连接点选择标准如下：
（1）连接点选择时以人眼可清晰识别的特征点为准，例如路口交叉点、特征地物角点等。
（2）本地图像与遥感影像的快速配准需要选择至少三组本地图像与遥感影像的连接点对。
（3）连接点的分布应尽量均匀分布在本地图像上。
在本发明一优选实施例中，步骤S102最终生成的连接点配置文件如下表1所示，记录信息如下：
1）连接点序号（ID）：由程序通过自增的方式自动生成。
2）本地图像的图像坐标横坐标（w）：本地图像左上角为原点坐标，图像坐标由人工选取生成。
3）本地图像的图像坐标纵坐标（h）：本地图像左上角为原点坐标，图像坐标由人工选取生成。
4）像素坐标对应的实际地理坐标经度信息（lon）：经纬度由人工在遥感影像底图上选择获取。
5）像素坐标对应的实际地理坐标纬度信息（lat）：经纬度由人工在遥感影像底图上选择获取。
表1
| ID | w | h | lon | lat |
| 1 | 528 | 562 | 116.23840 | 40.07216 |
| 2 | 150 | 236 | 116.20973 | 40.09128 |
| 3 | 1226 | 194 | 116.29207 | 40.09363 |
在本发明一优选实施例中，步骤S103中，服务端3接收到移动端1上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，自动进行本地图像的快速配准具体包括：
本地图像校准的本质是通过已选择的连接点，计算本地图像的像素坐标与实际地理坐标经纬度之间的对应关系，通过选取的连接点构建方程，当连接点数大于3组时，可使用最小二乘法解算得到a、b、c、d、e、f六个参数。
总误差的平方为：
以上公式中，
为图像坐标横坐标，
为图像坐标横坐标，
实际地理坐标经度信息，
实际地理坐标纬度信息，i(1,2,3,…,n)表示为第i个连接点,a、b、c、d、e、f为待求的六个转换参数，S2表示总误差的平方。
此时
最小，通过解上述线性方程组得到a、b、c、d、e、f六个参数值，通过计算得到的参数值生成转换参数文件，使得本地图像具备了实际地理坐标信息。
在本发明一优选实施例中，步骤S104在本地图像校准的基础上在服务器端自动完成瓦片切图与服务发布具体包括：
瓦片切图流程如图3所示，瓦片制作程序自动获取图像的基本信息以及配置参数，包括图像像素、坐标系信息、输出路径，服务器端自动读到配置信息后，根据配置信息，计算出需要输出的瓦片层级和相应的输出范围，在此基础上通过自动调用瓦片切图工具将本地图像生产为瓦片数据，瓦片生产完成后由服务器端自动上传，并自动配置发布信息，完成瓦片发布的过程。
具体地，本地图像经过连接点文件进行坐标转换后，得到校正后的影像，校正后影像经过服务器分析，可自动获取图像的基本信息以及配置参数，包括图像像素、坐标系信息、输出路径，服务器端自动读到配置信息后，根据配置信息，计算出需要输出的瓦片层级和相应的瓦片输出范围，在此基础上通过自动调用瓦片切图工具将本地图像生产为瓦片数据，瓦片生产完成后由服务器端自动上传，并自动配置发布信息，从而完成瓦片发布的过程。
在本发明一优选实施例中，步骤S105发布后的服务在移动端1设备上实时渲染查看具体包括：
校准后的本地图像与遥感影像底图均按照标准的地图瓦片格式进行存储，如下图4所示。前端地图引擎会根据当前屏幕范围获取该范围内的所有图层信息，当瓦片ID相同、但图层不同时，根据图层序号，用图层序号大的瓦片覆盖序号小的瓦片。
具体地，校准后的本地图像与遥感影像底图均按照标准的地图瓦片（Tile）协议进行存储， 如图4所示。前端地图引擎会根据当前屏幕范围获取该范围内的所有图层信息，当瓦片ID相同、但所属不同时，则进行图层判断，本地图像瓦片的图层序号（LayerA num）为1，遥感影像瓦片的图层序号（LayerB num）为0,图层序号大的瓦片覆盖序号小的瓦片，因此本地图像瓦片则显示在遥感影像瓦片的上方。
其中，图4中，LayerA Tile id=0；LayerB Tile id=0；因为LayerA num>LayerBnum，因此本地图像中A图层瓦片覆盖遥感影像中B图层瓦片。
如图5所示，在本发明中，还提供一种图像快速校准与实时渲染系统包括：
移动端1，用于将本地图像与遥感影像底图进行同时显示以及非同步缩放叠加渲染；
图像坐标、实际地理坐标获取和传输模块2，用于在移动端1中选取连接点，获取本地图像的图像坐标及实际地理坐标，形成连接点匹配文件，并将本地图像与连接点匹配文件上传至服务器；
服务端3，用于接收到移动端1上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，自动进行本地图像的快速配准；
瓦片切图、服务发布模块4，用于在服务器端自动完成瓦片切图与服务发布；
渲染查看模块5，用于发布后的服务在移动端1上实时渲染查看。
本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。
Claims (10)
1.一种图像快速校准与实时渲染方法，其特征在于，所述图像快速校准与实时渲染方法包括：移动端将本地图像与遥感影像底图进行同时显示以及非同步缩放叠加渲染；
服务端接收到移动端上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，进行本地图像的配准；
本地图像配准后在服务器端进行瓦片切图与服务发布，发布后的服务在移动端设备上实时渲染。
2.根据权利要求1所述的图像快速校准与实时渲染方法，其特征在于，所述移动端将本地图像与遥感影像底图进行同时显示以及非同步缩放叠加渲染具体为：
所述同时显示包括：在移动端地图引擎和图片显示控件的共同支撑下，首先对遥感影像底图进行基本加载，然后通过图片显示控件将本地图像无地理坐标系的加载的移动端屏幕中，实现无地理坐标系本地图像和有地理坐标系的遥感影像底图的同时显示和非同步缩放控制；
所述非同步缩放控制包括：在图片显示控件范围内实现本地图像的任意缩放操作以及在地图引擎的支持下实现遥感影像底图的任意缩放操作；用户在本地图像和遥感影像底图之间切换实现连接点拾取。
3.根据权利要求1所述的图像快速校准与实时渲染方法，其特征在于，所述服务端接收到移动端上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，进行本地图像的配准具体包括：通过已选择的连接点，计算本地图像的像素坐标与实际地理坐标经纬度之间的对应关系，通过选取的连接点构建方程，当连接点数大于3组时，使用最小二乘法解算得到a、b、c、d、e、f六个参数；解算过程包括：
总误差的平方为：
4.根据权利要求1所述的图像快速校准与实时渲染方法，其特征在于，所述本地图像配准后在服务器端进行瓦片切图与服务发布具体包括：瓦片制作程序自动获取图像的基本信息以及配置参数，包括图像像素、坐标系信息、输出路径，服务器端自动读到配置信息后，根据配置信息，计算出需要输出的瓦片层级和相应的输出范围；通过自动调用瓦片切图工具将本地图像生产为瓦片数据，瓦片生产完成后由服务器端上传，并配置发布信息，完成瓦片发布的过程。
5.根据权利要求1所述的图像快速校准与实时渲染方法，其特征在于，所述发布后的服务在移动端设备上实时渲染具体包括：校准后的本地图像与遥感影像底图均按照标准的地图瓦片格式进行存储；前端地图引擎根据当前屏幕范围获取该范围内的所有图层信息，当瓦片ID相同、但图层不同时，根据图层序号，用图层序号大的瓦片覆盖序号小的瓦片。
6.根据权利要求1所述的图像快速校准与实时渲染方法，其特征在于，所述服务端接收到移动端上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，进行本地图像的配准前还需进行：在移动端中选取连接点，获取本地图像的图像坐标及实际地理坐标，形成连接点匹配文件，并将图像与连接点匹配文件上传至服务器。
7.根据权利要求6所述的图像快速校准与实时渲染方法，其特征在于，所述在移动端中选取连接点，获取本地图像的图像坐标及实际地理坐标，形成连接点匹配文件，并将图像与连接点匹配文件上传至服务器具体包括：在本地图像和遥感影像底图之间切换，拾取连接点；
所述在移动端中选取连接点中连接点选择标准包括：
（1）连接点选择时能清晰识别特征点；
（2）本地图像与遥感影像的快速配准需要选择至少三组本地图像与遥感影像的连接点对；
（3）连接点的分布应均匀分布在本地图像上；
所述连接点匹配文件包括：
1）连接点序号：由程序通过自增的方式自动生成；
2）本地图像的图像坐标横坐标：本地图像左上角为原点坐标，图像坐标由人工选取生成；
3）本地图像的图像坐标纵坐标：本地图像左上角为原点坐标，图像坐标由人工选取生成；
4）像素坐标对应的实际地理坐标经度信息：经纬度由人工在遥感影像底图上选择获取；
5）像素坐标对应的实际地理坐标纬度信息：经纬度由人工在遥感影像底图上选择获取。
8.一种实施权利要求1~7任意一项所述图像快速校准与实时渲染方法的图像快速校准与实时渲染系统，其特征在于，所述图像快速校准与实时渲染系统包括：
移动端，用于将本地图像与遥感影像底图进行同时显示以及非同步缩放叠加渲染；
图像坐标、实际地理坐标获取和传输模块，用于在移动端中选取连接点，获取本地图像的图像坐标及实际地理坐标，并将本地图像与连接点匹配文件上传至服务器；
服务端，用于接收到移动端上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，自动进行本地图像的快速配准；
瓦片切图、服务发布模块，用于在服务器端自动完成瓦片切图与服务发布；
渲染查看模块，用于发布后的服务在移动端上实时渲染查看。
9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
在移动端将本地图像与遥感影像底图进行同时显示以及非同步缩放叠加渲染；
在移动端中选取少量连接点，获取本地图像的图像坐标及实际地理坐标，并将图像与连接点匹配文件上传至服务器；
服务端接收到移动端上传的本地图像及连接点匹配文件的坐标后，自动进行本地图像的快速配准；
在本地图像校准的基础上在服务器端自动完成瓦片切图与服务发布；
发布后的服务在移动端上实时渲染查看。
10.一种移动端，其特征在于，所述移动端将本地图像与遥感影像底图进行同时显示以及非同步缩放叠加渲染；选取连接点，获取本地图像的图像坐标及实际地理坐标，并将图像与连接点匹配文件上传至服务器；将服务器进行本地图像的快速配准、自动完成瓦片切图与服务发布后的服务实时渲染查看。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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