[发明专利]一种多时相摄影测量数据体积变化量的精确计算方法

说明书

本发明涉及一种多时相摄影测量数据体积变化量的精确计算方法，具体包括以下步骤：S1：使用无人机采集被测对象体积变化前后多个时期的摄影测量数据；S2：多时期无人机航摄影像分别进行空三解算；S3：多时期无人机航摄影像在各自空三结果的基础上，再进行密集匹配，得到密集匹配点云；S4：以某个时期密集匹配点云所在空间为固定参考空间，将其他各时期密集匹配点云配准转化到固定参考空间；S5：根据各时期密集匹配点云计算体积变化。本申请将无人机在不同时间获取的同一位置的两期航空影像进行空间配准，以利用摄影测量方法计算得到两期数据之间的体积变化量，无须高精度POS模块或地面像控点，作业人员工作量小，测量精度高、成本低、效率高。

技术领域

本发明涉及测绘技术领域，特别是涉及一种多时相摄影测量数据体积变化量的精确计算方法。

背景技术

城市建设中，土方量算需要多个时间段获取的多时相摄影测量数据之间联合解算，求取表面三维模型之间的偏差，计算准确的填方挖方体积。目前采用断面法、地形点测绘等方法，都存在工作量大、结果不精确的问题。

无人机结合摄影测量或计算机视觉方法可以快速得到表面的三维空间数据，但是无人机摄影测量用于土石方体积量算通常需要准确的空间参考，这样就必须给无人机安装精确定位的高精度POS模块(RTK/PPK/PPP)，或利用地面像控点测量方法，而这无疑需要更大的成本投入，且增加了外业和内业的人工工作量。

而没有像控点和高精度POS辅助的情况下，不同时间获得的无人机影像数据的空间配准又存在以下问题：1)仅有GPS辅助，没有高精度POS辅助，无法确定无人机准确的飞行位置和姿态；2)没有像控点，无法确定摄影测量成果的准确空间参考；3)观测对象是变化的，直接匹配将会导致空间匹配不准确。

因此，需要解决在没有像控点和高精度POS辅助下，实现不同时期无人机影像数据的空间配准，精确计算不同时期数据体积变化量。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提出了一种多时相摄影测量数据体积变化量的精确计算方法，解决没有像控点和高精度POS辅助的情况下，不同时间获得的无人机影像数据的空间配准难度大，物体体积变化量计算不精确确的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多时相摄影测量数据体积变化量的精确计算方法，具体包括以下步骤：

S1：使用无人机采集被测对象体积变化前后多个时期的摄影测量数据，获得无人机航摄影像和对应的GPS数据；

S2：多时期无人机航摄影像在各自的GPS数据辅助下分别进行空三解算，得到空三结果；

S3：多时期无人机航摄影像在各自空三结果的基础上，再进行密集匹配，得到密集匹配点云；

S4：以某个时期密集匹配点云所在空间为固定参考空间，将其他各时期密集匹配点云配准转化到固定参考空间；

S5：根据上述已转化到同一固定参考空间中的各时期密集匹配点云计算体积变化。

进一步的，S1中采集摄影测量数据包括以下步骤：

S11：根据被测对象划定体积变化部分的量算边界；

S12：对体积变化部分的量算边界向外扩展一定范围，得到无人机航飞采集范围；

S13：无人机按照S12中的航飞范围飞行分别采集不同时期的摄影测量数据。

进一步的，所述无人机拍摄照片之间的航向和旁向重叠度均不小于60％。

进一步的，无人机采集摄影测量数据时按照Z字形航线飞行，且无人机多次摄影测量范围、航高、重叠度及焦距参数保持一致。

进一步的，S2中空三结果为无人机航摄影像的内外方位元素。