一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法，其包括以下內容：建立一種數字航攝相機內部結構表征的數字基高比模型；基于數字基高比模型對數字航攝相機的高程精度進行估算；對數字航攝相機的水平精度進行推廣映射。本發(fā)明的具體步驟包括：利用數字航攝相機獲取包含n張影像的影像序列，并測量該影像序列中每相鄰兩張影像之間的重疊度qx；根據經典攝影測量中基高比R的計算公式，結合重疊度qx，采用空間參量方法類比建立航攝相機內部結構表征的數字基高比模型R'；根據數字航攝相機的高程精度MZ與水平精度MXY之間的關系式，計算得到數字航攝相機的高程精度MZ，進而計算得到數字航攝相機的高程精度估算值。本發(fā)明可以廣泛應用于數字航攝相機中。
【專利說明】一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數字航攝相機的高程精度估算方法，特別是關于一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法。
【背景技術】
[0002]數字航攝相機的精度指標包括水平精度和高程精度，水平精度由航攝系統(tǒng)的視場角和感光元件的像元尺寸決定，高程精度由航攝任務的基高比(即攝影基線長度與航高之t匕)來衡量。在航測任務中，地面目標位置的水平精度很容易滿足，而高程精度卻很難滿足，例如在1:1000比例尺的航測任務中，航測規(guī)范要求地面點的水平精度為50cm，要求高程精度為IOcm~15cm。在實際航測作業(yè)過程中，只要高程精度滿足要求，水平精度一般都能夠滿足要求。因此，高程精度成為整個航測作業(yè)中最薄弱的環(huán)節(jié)，要提高地面點的高程精度，就必須提聞數字航攝相機的基聞比。
[0003]與傳統(tǒng)的膠片式航攝相機相比，數字航攝相機通常采用多個相機拼接的技術，使得基高比的定義產生了新的特點。首先，數字航攝相機是由經典的單基線立體成像轉變?yōu)閮纫晥龌€、外視場基線和多度重疊基線共存的立體成像測量過程，基線的種類更加復雜。其次，與膠片式航攝相機的基高比是一個固定值不同，數字航攝相機有多拼接、數字化的特點，基高比成為傳感器多參數的函數表達，隨著技術指標的改變而連續(xù)可調，分別通過改變二維面積、一維垂直縮放來補償像面幅度，使得基高比立體測量精度成為三維空間變量函數。因此，隨著數字基高比模型的改變，使得現有的高程精度估算方法不再適用于數字航攝相機。

【發(fā)明內容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法，該方法能夠用于估算數字航攝相機的高程精度，以解決經典攝影測量中高程精度估算方法不適用于數字航攝相機的問題，并為數字航攝相機的設計提供理論依據。
[0005]為實現上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案:一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法，其包括以下內容:1)建立一種數字航攝相機內部結構表征的數字基高比模型；
2)基于數字基高比模型對數字航攝相機的高程精度進行估算；3)對數字航攝相機的水平精度進行推廣映射。
[0006]所述步驟I)中，采用以下步驟建立數字航攝相機內部結構表征的數字基高比模型:①利用數字航攝相機獲取包含η張影像的影像序列，并測量該影像序列中每相鄰兩張影像之間的重疊度qx 根據經典攝影測量中基高比R的計算公式:
[0007]
【權利要求】
1.一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法，其包括以下內容: 1)建立一種數字航攝相機內部結構表征的數字基高比模型； 2)基于數字基聞比|旲型對數字航攝相機的聞程精度進行估算； 3)對數字航攝相機的水平精度進行推廣映射。
2.如權利要求1所述的一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法，其特征在于:所述步驟I)中，采用以下步驟建立數字航攝相機內部結構表征的數字基高比模型: ①利用數字航攝相機獲取包含η張影像的影像序列，并測量該影像序列中每相鄰兩張影像之間的重疊度qx ; ②根據經典攝影測量中基高比R的計算公式:
3.如權利要求1所述的一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法，其特征在于:所述步驟2)中，基于數字基高比模型對數字航攝相機的高程精度進行估算包括以下步驟: ①根據數字航攝相機的高程精度Mz與水平精度Mxy之間的關系式，計算得到數字航攝相機的高程精度Mz ；
Mz = Mxy/tan Θ = GSD X k/tan θ， 式中，水平精度Mxy為Wxy = GSDX k，k為測圖作業(yè)員的像點坐標量測精度，GSD為地面分辨率，Θ為數字航攝相機在相鄰兩個攝站對同一地物進行觀測時視線之間的夾角； 對于數字航攝相機，地面分辨率GSD為:
4.如權利要求2所述的一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法，其特征在于:所述步驟2)中，基于數字基高比模型對數字航攝相機的高程精度進行估算包括以下步驟: ①根據數字航攝相機的高程精度Mz與水平精度Mxy之間的關系式，計算得到數字航攝相機的高程精度Mz ；
Mz = Mxy/tan Θ = GSD X k/tan θ， 式中，水平精度Mxy為Wxy = GSDX k，k為測圖作業(yè)員的像點坐標量測精度，GSD為地面分辨率，Θ為數字航攝相機在相鄰兩個攝站對同一地物進行觀測時視線之間的夾角； 對于數字航攝相機，地面分辨率GSD為:
5.如權利要求1或2或3或4所述的一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法，其特征在于:所述步驟3)中，對數字航攝相機的水平精度進行推廣映射包括以下內容: 將正切值tan Θ代入高程精度Mz與水平精度Mxy之間的關系式中，得到高程精度Mz、水平精度Mxy和數字基高比模型R’三者之間的映射關系:
Mz = MxyZR,， 根據高程精度Mz和數字基高比模型R’，計算得到水平精度Μχy，完成對數字航攝相機水平精度Mxy的推廣映射。
6.如權利要求1或2或3或4所述的一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法，其特征在于:數字航攝相機采用非拼接數字航攝相機、外拼接數字航攝相機和內拼接數字航攝相機中的一種。
7.如權利要求5所述的一種基于數字基高比模型的高程精度估算方法，其特征在于:數字航攝相機采用 非拼接數字航攝相機、外拼接數字航攝相機和內拼接數字航攝相機中的一種。
【文檔編號】G01C25/00GK103791919SQ201410058165
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權日:2014年2月20日
【發(fā)明者】晏磊, 趙海盟, 段依妮, 鐘裕標, 王明志, 楊鵬, 孫巖標, 羅博仁, 張文凱, 谷靜博 申請人:北京大學