CN114494634A - 一种可进行坐标转换的地理信息建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可进行坐标转换的地理信息建模方法，包括如下步骤设置航线，导出为KML文件；利用无人机完成飞行作业；对飞行数据进行空三解算和模型建立；输出OSGB格式文件或OBJ格式文件的模型；输出时将格式文件进行拆分；将拆分文件导入到C4D软件将模型和纹理进行贴合，输出FBX格式文件；将FBX格式文件进行拼合，不超过1GB为一组件,输出为DAE格式文件；将组件通过坐标转换软件，完成坐标转换；在BIM软件中以起飞点为中心点建立模型，输出为DAE格式文件；在渲染软件中将两模型导入，完成倾斜摄影和BIM模型拼合完成渲染，提升可视化程度。与现有技术相比，本发明能够便捷实现坐标转换，从而实现精准建模。

Description

一种可进行坐标转换的地理信息建模方法

技术领域

本发明涉及地理信息建模方法，特别涉及一种可进行坐标转换的地理信息建模方法。

背景技术

随着勘测技术进步，无人机的市场使用率越来越高，其中在工程领域用法最多的为倾斜摄影建模，倾斜摄影建模技术是国际测绘遥感领域新兴发展起来的一项高新技术，融合了传统的航空摄影和近景测量技术，颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、前视、左视、右视与后视共5个不同的角度采集影像。其中，垂直摄影影像，可经过传统航空摄影测量技术处理，制作4D（DEM、DOM、DLG与DRG）产品；前视、左视、右视与后视 4个倾斜摄影 影像，倾斜角度在15°～45°之间，可用于获取地物侧面丰富的纹理信息。

通过高效自动化的三维建模技术，快速构建具有准确 地物地理位置信息的真三维空间场景，直观地掌握目标区 域内地形地貌与所有建筑物的细节特征，可为工程建设等提供现势、详尽、精确、逼真的空间基础地理信息数据支持和公共服务。

在实景三维建模流程图中，地面控制点（像控点）为飞行区域坐标系参考点，地面控制点的输入通过人为设置或者RTK，在区域位置显眼处（房屋或标志性建筑）设置基准点为像控点，采用四个基准点覆盖飞行区域，才能得到准确倾斜摄影模型，取像控点的过程中，还需要结合布点要求实施，把布点方案和像控点布设方案有机结合起来，挑选比较突出的目标点和方便辨认的地物目标。

现阶段倾斜摄影模型存在诸多问题，例如基准点数据不准确导致形成模型不准确和倾斜摄影模型坐标与使用相对坐标的软件难以叠合等。有鉴于此，本申请的发明人经过深入研究，得到一种可进行坐标转换的地理信息建模方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种可进行坐标转环的地理信息建模方法，其能够实现便捷地坐标转换，从而实现精准建模。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种可进行坐标转换的地理信息建模方法，包括如下步骤：（1）采用制图航拍软件对航拍范围进行选择，或者在地理卫星图中设置航线，导出为KML文件；（2）将KML文件输入飞行控制软件，利用无人机完成飞行作业，获得飞行数据，飞行数据包括影像信息、实时位置信息和实时高度信息；（3）采用后期处理软件对飞行数据进行空三解算和模型建立；（4）输出OSGB格式文件或OBJ格式文件的模型；（5）输出时将格式文件进行拆分，符合电脑内存需求；（6）将拆分文件导入到C4D软件将模型和纹理进行贴合，输出FBX格式文件；（7）将FBX格式文件转至犀牛软件中进行拼合，不超过1GB为一组件,输出为DAE格式文件；（8）将组件通过坐标转换软件，将起飞点设置为（0,0,0），完成坐标转换；（9）在BIM软件中以起飞点为中心点建立模型，输出为DAE格式文件；（10）在渲染软件中将两模型导入，都设置为（0,0,0）坐标，完成倾斜摄影和BIM模型拼合完成渲染，提升可视化程度。

在一个优选实施例中，所述无人机包括无人机本体和基准面坐标转化设备，所述基准面坐标转化设备设于所述无人机本体的侧部。

在一个优选实施例中，所述基准面坐标转化设备包括壳体、高度信息获取装置和GPS信息获取装置，所述高度信息获取装置和所述GPS信息获取装置设于所述壳体上。

在一个优选实施例中，所述基准面坐标转化设备还包括安装件，所述安装件包括连接钢丝、第一黏贴片和第二黏贴片，所述第一黏贴片包括第一片体和多个第一连接管，所述多个第一连接管固定于所述第一片体上，所述第一片体黏贴于所述无人机本体的侧部，所述第二黏贴片包括第二片体和多个第二连接管，所述多个第二连接管固定于所述第二片体上，所述第二片体黏贴于所述壳体侧部，所述多个第一连接管和所述多个第二连接管间隔设置，共同形成一个具有开口的环形，所述连接钢丝从所述开口的一端进入，从开口的另一端穿出，所述连接钢丝的两端绞合在一起。

与现有技术相比，本发明提供一种可进行坐标转换的地理信息建模方法，其在飞行作业时，记录实时的高度信息和GPS信息，从而在进行处理时可以通过坐标转化软件进行坐标转换，避免了现有技术中由于基准点数据不准确导致模型不准确以及倾斜摄影模型坐标与实用相对坐标的软件难以叠合的问题。

附图说明

图1是本发明涉及一种可进行坐标转换的地理信息建模方法的流程图。

图2是本发明涉及一种可进行坐标转换的地理信息建模方法中所应用的无人机的俯视图。

图3是本发明涉及一种可进行坐标转换的地理信息建模方法中所应用的无人机的安装件的结构示意图。

图4 是本发明涉及一种可进行坐标转换的地理信息建模方法中所应用的无人机的安装件的结构示意图（去掉第二片体）。

图中

无人机本体1；基准面坐标转化设备2；壳体3；高度信息获取装置4；GPS信息获取装置5；连接钢丝6；第一片体7；第一连接管8；第二片体9；第二连接管10。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图1所示，一种可进行坐标转换的地理信息建模方法，包括如下步骤：S1采用制图航拍软件对航拍范围进行选择，或者在地理卫星图中设置航线，导出为KML文件；S2将KML文件输入飞行控制软件，利用无人机完成飞行作业，获得飞行数据，飞行数据包括影像信息、实时位置信息和实时高度信息；S3采用后期处理软件对飞行数据进行空三解算和模型建立；S4输出OSGB格式文件或OBJ格式文件的模型；S5输出时将格式文件进行拆分，符合电脑内存需求；S6将拆分文件导入到C4D软件将模型和纹理进行贴合，输出FBX格式文件；S7将FBX格式文件转至犀牛软件中进行拼合，不超过1GB为一组件,输出为DAE格式文件；S8将组件通过坐标转换软件，将起飞点设置为（0,0,0），完成坐标转换；S9在BIM软件中以起飞点为中心点建立模型，输出为DAE格式文件；S10在渲染软件中将两模型导入，都设置为（0,0,0）坐标，完成倾斜摄影和BIM模型拼合完成渲染，提升可视化程度。

本发明提供一种可进行坐标转换的地理信息建模方法，其在飞行作业时，记录实时的高度信息和GPS信息，从而在进行处理时可以通过坐标转化软件进行坐标转换，避免了现有技术中由于基准点数据不准确导致模型不准确以及倾斜摄影模型坐标与实用相对坐标的软件难以叠合的问题。

具体来说，所述无人机包括无人机本体和基准面坐标转化设备，所述基准面坐标转化设备设于所述无人机本体的侧部。基准面坐标转化设备在无人机垂直起飞的20秒会进行坐标的定位，通常多旋翼无人机的起飞点和降落点默认为相同点，因此在多旋翼无人机垂直降落时设定进行校准，校准误差采用差分法解算，以起飞点和降落点的坐标点为一个控制点，以此为基础形成基准面。

绝对坐标与相对坐标的转换采用交互形式，这样可以满足两类模型需求应用，采用C#语言在Visual Studio 2019进行程序编码，将程序植入在设备当中。

程序编好后，△X，△Y，△Z的改正值为相对坐标值，当设置为0.0.0点时，就可将倾斜摄影模型的0,0,0坐标射程飞机起飞点坐标，完全符合lumion等软件的读取模式。

采用基准面坐标转换设备后，以起飞点为控制点形成的基准面可以很好的覆盖飞行区域，基准像控点的形成将使得飞机工作模式的高度为相对高度，不再会根据地面的高度渐变。

相对坐标与绝对坐标的转换将很好的实现倾斜摄影模型的渲染应用，通过在交互界面中把△X，△Y，△Z都输出成0,0,0，在将倾斜摄影模型进行分块的情况下，将两个瓦片都在lumion中输入成0,0,0坐标时，可达到拼接效果。

经过坐标转换的倾斜摄影模型可与其他模型在相对坐标下进行叠合，revit建模软件为相对坐标，因此导入到lumion中也是采用相对坐标，在无人机飞行时设定将revit模型的中心点为起飞点，最后在lumion中用（0,0,0）点叠合。

如图2至图4所示，所述基准面坐标转化设备2包括壳体3、高度信息获取装置4和GPS信息获取装置5，所述高度信息获取装置4和所述GPS信息获取装置5设于所述壳体3上。

由于基准面坐标转化设备2即要实时获取高度信息也要实时获取GPS信息，所以其只能安装在无人机本体1的侧面，无极人上的相关设备才不会对其工作造成影响，而将其安装在无人机本体1的侧面却会影响无人机的重心，对无人机的工作造成不利影响，为了将这种不利影响降到最低，需要使得基准面坐标转化设备2尽量靠近无人机本体1设置，即靠近无人机本体1的重心设置，在这样的要求下，特有如下设置：所述基准面坐标转化设备2还包括安装件，所述安装件包括连接钢丝6、第一黏贴片和第二黏贴片，所述第一黏贴片包括第一片体7和多个第一连接管8，所述多个第一连接管8固定于所述第一片体7上，所述第一片体7黏贴于所述无人机本体1的侧部，所述第二黏贴片包括第二片体9和多个第二连接管10，所述多个第二连接管10固定于所述第二片体9上，所述第二片体9黏贴于所述壳体3侧部，所述多个第一连接管8和所述多个第二连接管10间隔设置，共同形成一个具有开口的环形，所述连接钢丝6从所述开口的一端进入，从开口的另一端穿出，所述连接钢丝6的两端绞合在一起。

安装件这样的结构设置使得其构成薄型结构，能够很好地使得基准面坐标转化设备2最大限度地靠近无人机本体1的重心，减小对无人机飞行的影响。同时，其还能够简化安装流程，在安装时，首先使得第一片体7黏贴在无人机本体1的侧部，然后将第二黏贴片靠在第一黏贴片上，使得多个第二连接管10和第二连接管10拼接形成一个具有开口的环形，然后使得连接钢丝6从开口的一端进入，从开口的另一端穿出，使得多个第一连接管8和多个第二连接管10串联，然后将连接钢丝6的两端绞合，实现安装固定，能够牢固地将基准面坐标转化设备2固定在无人机本体1的侧部。当需要拆下无人机转化设备时，抽出连接钢丝6，分开第一黏贴片和第二黏贴片，然后用热毛巾热敷第一片体7，使得第一片体7与无人机本体1之间的强力胶软化，可便捷撕下第一片体7，从而能够完整将基准面坐标转化设备2取下，使得无人机能够正常作为其他正常用途，同时，基准面坐标转化设备2的安装也不会对无人机本体1的结构造成影响。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员理解和使用本发明，熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可进行坐标转换的地理信息建模方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）采用制图航拍软件对航拍范围进行选择，或者在地理卫星图中设置航线，导出为KML文件；（2）将KML文件输入飞行控制软件，利用无人机完成飞行作业，获得飞行数据，飞行数据包括影像信息、实时位置信息和实时高度信息；（3）采用后期处理软件对飞行数据进行空三解算和模型建立；（4）输出OSGB格式文件或OBJ格式文件的模型；（5）输出时将格式文件进行拆分，符合电脑内存需求；（6）将拆分文件导入到C4D软件将模型和纹理进行贴合，输出FBX格式文件；（7）将FBX格式文件转至犀牛软件中进行拼合，不超过1GB为一组件,输出为DAE格式文件；（8）将组件通过坐标转换软件，将起飞点设置为（0,0,0），完成坐标转换；（9）在BIM软件中以起飞点为中心点建立模型，输出为DAE格式文件；（10）在渲染软件中将两模型导入，都设置为（0,0,0）坐标，完成倾斜摄影和BIM模型拼合完成渲染，提升可视化程度。

2.根据权利要求1所述一种可进行坐标转换的地理信息建模方法，其特征在于，所述无人机包括无人机本体和基准面坐标转化设备，所述基准面坐标转化设备设于所述无人机本体的侧部。

3.根据权利要求2所述一种可进行坐标转换的地理信息建模方法，其特征在于，所述基准面坐标转化设备包括壳体、高度信息获取装置和GPS信息获取装置，所述高度信息获取装置和所述GPS信息获取装置设于所述壳体上。

4.根据权利要求3所述一种可进行坐标转换的地理信息建模方法，其特征在于，所述基准面坐标转化设备还包括安装件，所述安装件包括连接钢丝、第一黏贴片和第二黏贴片，所述第一黏贴片包括第一片体和多个第一连接管，所述多个第一连接管固定于所述第一片体上，所述第一片体黏贴于所述无人机本体的侧部，所述第二黏贴片包括第二片体和多个第二连接管，所述多个第二连接管固定于所述第二片体上，所述第二片体黏贴于所述壳体侧部，所述多个第一连接管和所述多个第二连接管间隔设置，共同形成一个具有开口的环形，所述连接钢丝从所述开口的一端进入，从开口的另一端穿出，所述连接钢丝的两端绞合在一起。

Images