[发明专利]山体创面三维地形数据的获取方法

说明书

本发明公开了一种山体创面三维地形数据的获取方法,包括：获取山体创面数据，确定飞行范围及飞行高度，确定拍摄距离，确定相邻拍摄点之间的最大距离,确定相邻悬停点的高度差,确定所述拍摄点的起始拍摄角度、终止拍摄角度和每次拍摄的角度差；采集图像；根据近景摄影测量原理对所述采集图像进行处理，生成山体创面三维地形数据。能够有效保证图像的重叠率，并且能够有效避免出现山体创面被遮挡的情况。通过设定在每个悬停点的旋转角度，能够拍摄到矿山创面存在凹陷的图像。有效提升了获取山体创面三维地形数据的完整性和准确性。

技术领域

本发明涉及地形测量技术领域，尤其涉及一种山体创面三维地形数据的获取方法。

背景技术

山体创面通常具有临空面陡峭特点，特别是经人工开采的矿区，容易发生崩塌地质灾害隐患点，由于其创面规模较小，但通常坡度达70-90度，高程变化30米以上，呈星罗棋布，临空面险石林立状。目前，为获取矿山创面三维地形数据，可采用无人机五镜头倾斜摄影方法和激光探测与测量技术(Light Detection And Ranging，Lidar)。

在使用无人机五镜头倾斜摄影方法时，由于山区地势陡峭，为保证飞行安全性，通常需要飞行300-400米的相对高度，以保证高于测区最高点高度。在此高度飞行，获取的影像地面分辨率最高只能达到4-5厘米，难以达到要求的测量精度。并且在创面出现凹陷的情况下，采用无人机五镜头倾斜摄影方法容易发生遮挡，影像无法完全覆盖，从而导致创面地形数据出现丢失现象，局部区域将无法量测。以及在矿山创面距离无人机的相对距离不一致时，会导致产生获取影像的地面分辨率大小不一和影像变形明显的问题。

采用Lidar技术,则存在如下问题:第一，Lidar设备整合了IMU、GPS、成像装置和激光扫描仪等设备，实施项目需要昂贵的硬件设备。第二，由于矿山创面存在遮挡，凹陷等情况，数据集中就会出现没有数据的部分，这部分称为数据缝隙，导致部分裂缝数据采集不全现象。同时，位于数据缝隙的高程数据可能与实际情况存在较大的差异。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种山体创面三维地形数据的获取方法，以解决现有技术中获取山体创面三维地形数据完整性和准确性较低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种山体创面三维地形数据的获取方法，包括：

获取山体创面的周边环境影像数据，根据所述周边环境影像数据确定飞行范围及飞行高度；

根据预设分辨率和图像采集设备参数，确定与创面之间的拍摄距离；

根据拍摄距离和预设旁向重叠度确定相邻拍摄点之间的最大距离,并根据最大高度、最小高度和所述最大距离确定拍摄点的数量和所述拍摄点的高度；

根据所述山体创面的高度、所述拍摄点与创面之间的拍摄距离、图像采集设备参数和预设影像重叠度确定所述拍摄点的相邻悬停点的高度差；

根据预设的影像重叠度确定所述拍摄点的起始拍摄角度、终止拍摄角度和每次拍摄的角度差；

根据所述拍摄点、拍摄点的相邻悬停点的高度差起始拍摄角度、终止拍摄角度和每次拍摄的角度差采集图像；

根据近景摄影测量原理对所述采集图像进行处理，生成山体创面三维地形数据。

进一步的，所述方法还包括：

设置图像全站仪测站点，利用所述图像全站仪测量像控点的三维坐标信息，并记录所述像控点的数字影像；

相应的，在所述根据所述拍摄站点和起始拍摄角度、终止拍摄角度和每次拍摄的角度差采集图像之后，根据近景摄影测量原理对所述采集图像进行处理，生成山体创面三维地形数据之前，还包括：

根据所述像控点的数字影像和三维坐标信息对采集到的图像进行坐标配准，以将所述采集到的图像坐标由自由坐标系转换为标准坐标系。