[發明專利]城市天際輪廓線立面正射影像圖的快速獲取和測量方法

有效

• 申請號: 201310097613.7
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN103196429A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 楊俊宴;史宜
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 夏雪

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，具體涉及一種城市天際輪廓線立面正射影像圖的快速獲取和測量方法。

背景技術

城市天際輪廓線，亦稱城市天際線，是由城市中的高層建筑構成的整體形象，或由高層建筑群構成的局部形象。城市天際輪廓線直接取決于城市用地建設的發展布局，又是城市規劃建設成果的直觀反映，因此，城市天際輪廓線是城市規劃建設部門進行城市建設和調整的重要內容。

獲得現狀的城市天際輪廓線的立面正射影像圖是城市規劃建設部門進行天際線建設和空間調整的首要和重要技術環節。但是，構成城市天際輪廓線的城市建筑群的分布往往呈曲線形態蜿蜒綿延，實際長度往往長達數公里以上，甚至超過5公里，在采用定點單張拍攝的方式時，同樣出現在影像上的被攝物體其實際距拍攝點的距離往往相差很大，造成定點單張拍攝的城市天際輪廓線圖像存在很大的透視變形，當采用同樣方法進行測算時，圖像兩端的建筑會比圖像正中的建筑尺度偏小，造成城市天際輪廓線的高度、長度等數據的測算誤差，這種因透視造成的測算誤差，雖然可以通過攝像器材進行校正，但仍舊無法完全消除。這使城市規劃建設部門在城市天際線建設和空間引導建設中，缺乏準確有效的圖像信息和測量數據。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種城市天際輪廓線立面正射影像圖的快速獲取和測量方法，縮小了常規技術帶來的圖像畸變誤差，提高了測量精度。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為一種城市天際輪廓線立面正射影像圖的快速獲取和測量方法，包括以下步驟：

1）利用攜帶坐標獲取裝置的照相機逐段拍攝城市天際輪廓線立面的局部影像，并記錄每個拍攝時刻照相機的坐標方位和鏡頭朝向；

2）獲取每個拍攝點與所拍攝對象之間的水平距離；

3）建立拍攝點與拍攝圖像的幾何映射關系，生成城市天際輪廓線立面的正射影像圖；

4）綜合城市天際輪廓線立面與其正射影像圖的幾何比例，輸出城市天際輪廓線立面正射影像圖的測量數據。

進一步的，所述步驟1）包括：

1.1）利用攜帶坐標獲取裝置的照相機(800萬以上像素)逐段拍攝城市天際輪廓線立面的局部影像，所述影像中城市天際輪廓線位于圖幅中心；

1.2）通過攜帶坐標獲取裝置的照相機(800萬以上像素)，在每一次拍攝局部影像時，記錄拍攝時相機坐標方位的經度、緯度以及鏡頭朝向。

進一步的，所述步驟2）包括：

2.1）分別獲取步驟1）各局部影像所拍攝對象上左右兩端點A₁和A₂的經緯度坐標，以及兩點之間的距離K；

2.2）由拍攝點向步驟2.1）中的兩點連線做垂線，垂線與所述兩點連線有一交點，記錄拍攝點至所述交點的距離，該距離為拍攝點與所拍攝對象之間的水平距離S。

進一步的，所述步驟3）包括：

3.1）任選城市天際輪廓線立面的某一局部影像為標準，其拍攝點至所拍攝對象之間的水平距離為S₀，所拍攝局部影像所拍攝對象上左右兩端點之間的距離K₀，拍攝得到局部影像的寬度為A₀；

3.2）以所選局部影像為標準，對其他局部影像的邊長進行縮放調整，，公式為：

Ai=SiS0×A0]]>

式中，S_i為局部影像i其拍攝點至所拍攝對象之間的水平距離（參考步驟2.2）的方法獲得）,A_i為該局部影像縮放后的影像寬度。

3.3）將經過縮放調整的局部影像依照圖像序列進行拼接，得到完整的城市天際輪廓線立面正射影像圖。

進一步的，所述步驟4）包括：

4.1）于步驟3.3）拼合得到的城市天際輪廓線立面正射影像圖上進行測量，天際輪廓線的圖面高度為H₀，圖面長度為L₀；

4.2）計算城市天際輪廓線的實際高度H，公式為：