[发明专利]古村落建筑遮蔽度测量技术

说明书

技术领域

村落是当前日趋紧张的资源，其中村落拥挤程度对古代文明与现代文明的发达程度，具有标识作用。本发明通过对村落建筑等遮蔽物的量化测量，提出了一种易用、标准化以及可操作的村落拥挤程度测量方案。

背景技术

大视角光学系统微型化与ＣＣＤ光学传感器的集成化，使得大范围（广角）取像可以实现。计算机系统的图像计算技术对于图像的内容计算，也在近年形成了较为明显的进步，可以对1000万级像素的图像计算，在使用DSP技术时达到ms级遍历计算。本发明采用大范围视角声像技术与高性能计算技术，形成对村落图像的获取计算。村落拥护度是建立在描述村落建筑、植被等拥护程度基础上的计算方法，通过对比天空与阴影面积，对村落的天空遮蔽度进行计算，形成对村落拥护程度的反应。

村落有拥护测量技术并没有确定的规范性应用技术，所进行的限于城镇规划与土地测量范畴。相近的城市拥护度的测量技术，引用了遥感[1]、卫星[2]以及相近的测绘技术完成，测量过程冗长，测量成本巨大，测量准确性不高，不适合区域小的村落测量。在测量技术上采用本技术相近测量计算方式的林分郁闭度测量技术[3]，测量过程不可控制与测量精度不具有数值参考性，并采用了点式[4]人工计数方式。

本发明采用式范围成像与高精度计算完成对村落的点式计算，与累积计算形成对村落遮蔽度进行测量。

[1]吴成永, 陈蜀江, 臧鹏云, 方成江,祁桂娟.城市建筑拥挤度遥感研究.测绘与空间地理信息. 2012年12期；

[2]倪忠云,雷方贵,杨武年等.GoogleEarth 在成都市功能分区研究中的应用. 国土资源科技管理,2007( 4) :121-124；

[3]李永宁,徐成立,滕轶龚,程旭,于泊.利用数码照片测定华北落叶松林分郁闭度.《东北林业大学学报》, 2010, 38(11):34-37；

[4]李永宁,张宾兰,秦淑英,李帅英,黄选瑞. 郁闭度及其测定方法研究与应用.世界林业研究. 2008年2月。

发明内容

本发明公开了一种通用民居拥挤程度测试方式与原理，并形成数字电子技术产品。发明利用地面1米到2米高度可观察天空的面积比例，衡量民居建筑、附属建筑与树木等的遮盖程度，并以天空可见的面积率计算形成城市遮蔽度。产品采用向上（天空）180度视角的光学图像取样镜头（水平放置），与每幅图像生成一个亮度不同的计算点阵，通过计算遮盖处亮度低像素进行周期性计算。如图１。

若形成的图像，高亮度点数量为X，低亮度点数量为Y，计算点总数为Z，且Z=X+Y,则遮盖率γ定义为：

γ=a*（Y/Z）

其中a为光学环境系数，如白天a=1，夜晚a=1-0.8之间等。a与光学系统的亮点定义阈值相关。采用RGB定义与单色定义时，取值由预先定义表决定。计算由数字电路与SOC系统完成，并输出。

遮蔽率γ计算分村落遮蔽度与点遮蔽度γ计算，点遮蔽度是由图像的ＲＧＢ值小于定义阈值像素数量Ｙ（低亮度点），与图像总的像素数量Ｚ的比值，并取系数a（白天为１），依据下列公式计算：

γ=a*（Y/Z）

村落遮蔽度γ’利用连续点测量形成线路（村落多点）测量均值方式完成，具有n个点遮蔽度记录形成村落遮蔽度公式为公式一，详见附图11。

村落遮蔽度的测量技术

如图2为智能村落遮蔽度测试仪原理图，产品手持并处于镜头取样向上（由于手持不能准确的保持水平，采用⑤电路来保持水平采样），取样图像以圆形区域形成测量对象，CMOS或CCD①形成图像的点阵列像素，并形成可控制阈值的像素级数据输出；像素由图像处理器形成帧图像文件缓存在FIFO区，形成图像数据。同时我们在采集图像数据时，由于光照的影响会对我们的采集数据产生影响，我们可以通过 模块对采集时的光照进行采样，光照不适合给予警告，并通过校正函数进行校正。这一套系统还可以通过模块的GPS定位系统自动完成数据的定位与储存。采集的图像数据在片上系统SOC①中形成计算，完成对人工建筑、植被以及洞穿、室内的识别，并进行相应计算形成γ值。并输出到显示器或进行存储管理，还可以通过与外部进行数据的交换。

光学成像测量模块