[發明專利]一種利用數字基高比時間模型的高程定位精度提升方法

有效

• 申請號: 201410406891.0
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104251692B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 晏磊;段依妮;趙紅穎;趙汗青;楊鵬;王洪;魏云鵬;孫巖標;劉颯;陳瑞;閆旭
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01C11/02
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙)11200
• 代理人: 余長江

技術領域

本發明涉及攝影測量與遙感技術領域，尤其涉及一種利用數字基高比時間模型的高程定位精度提升方法。

背景技術

航空攝影測量是指在飛機上用航攝儀器對地面連續拍攝像片，結合地面控制點測量、調繪和立體測圖等步驟，從而繪制出地形圖的過程。基高比是攝影測量中的一個重要參數，定義為攝影基線與航高之比。基高比參數越大，立體測圖的高程定位精度越高。

在連續拍攝像片的步驟中，目前主要有兩種方法：一種是單基線攝影測量方法，相鄰兩張像片(立體像對)的重疊度設為60％左右，立體像對的基高比參數較大，因此有利于地表三維信息的提取。然而，這種方法獲取的兩張影像之間存在較大的輻射和幾何畸變，在地形起伏較大的地區影像的畸變更加嚴重，不利于影像的自動匹配。為了解決這個問題，近年來國內外學者提出了另一種方法，即多基線攝影測量方法。這種方法獲取的立體像對具有80％及以上的重疊度，相鄰的兩幅影像攝影基線短、交會角小，可用于自動匹配，而首尾的影像攝影基線長、交會角大，基高比參數也較大，因此能夠提高立體測圖的高程定位精度。然而，大重疊度影像的獲取需要飛機低速飛行、相機高速曝光，對相機硬件的要求極高，若使用普通數碼相機改造的航空攝影相機難以獲得高質量的影像。因此，對飛機平臺和相機硬件的嚴格要求限制了該方法的廣泛應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用數字基高比時間模型構建相機陣列系統，從而提高航空立體測圖高程定位精度的方法，該方法可以提高航空影像的獲取效率，解決多基線攝影測量中使用普通數碼相機改造的航空攝影相機難以獲取高質量、大重疊度立體像對的問題，并且本方法可以獲取多組冗余立體像對，有效提高立體測圖的高程定位精度。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種利用數字基高比時間模型的高程定位精度提升方法，包括：

1)利用數字基高比時間模型建立立體測圖的交會影像數N與高程定位精度M_Z的關聯模型；

2)根據交會影像數N與高程定位精度M_Z的關聯模型構建相機陣列系統；

3)將相機陣列系統搭載在飛機平臺上對地面拍照，獲取影像序列；

4)采用多基線影像編組方法對影像序列進行立體測圖，解求地面點三維坐標。

所述步驟1)中，利用數字基高比時間模型建立立體測圖的交會影像數N與高程定位精度M_Z的關聯模型，具體包括：

①經典攝影測量中基高比R的計算公式為：式中，B為攝影基線的長度，H為航高。

在本發明中，因為B＝v·T＝v·N·t，因此，可以建立數字基高比時間模型，為了與經典攝影測量中的基高比R區分，我們用數字基高比R'表示。

R′=v·TH=v·N·tH---(1)]]>

式中，H為航高，v為飛機平臺的飛行速度，T表示交會影像的拍攝時間間隔，它等于交會影像數N與相鄰攝站時間間隔t的乘積。

②根據數字基高比時間模型R'和高程定位精度M_Z的關系，建立交會影像數N與高程定位精度M_Z的關聯模型。

由于M_Z＝M_XY/R'，因此將式(1)代入可得