[发明专利]基于正射投影的鸟瞰图生成方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种基于正射投影的鸟瞰图生成方法，包括：采集目标区域的影像数据，在目标区域布设像控点并进行坐标测量，得到目标区域的像控点坐标成果；确定投影轴以及坐标系旋转角度，根据旋转角度计算对应的旋转矩阵，并进行坐标系旋转；根据旋转后的像控点坐标进行空中三角测量，得到测量像片；计算测量像片的外方位元素数据，根据外方位元素数据得到三维模型；对三维模型进行数字微分纠正，生成正射影像图；对正射影像图进行图像处理，得到目标区域的鸟瞰图。本发明公开的一种基于正射投影的鸟瞰图生成方法，能有效解决现有技术能有效解决现有技术生成的鸟瞰图分辨率低、变形严重的问题。本发明还公开了一种系统和存储介质。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于正射投影的鸟瞰图生成方法、系统及存储介质。

背景技术

鸟瞰图通常为根据透视原理，用高视点透视法从高处某一点俯视地面起伏绘制成的立体图，是规划设计中不可或缺的要素。

现有技术中，鸟瞰图的制作方式主要有：(1)规划或建筑设计图，即直接通过计算机绘制具有三维立体效果的概念设计图，在绘制过程中，考虑多点透视投影，使得二维图片具有三维立体效果；(2)相机高视点环视航拍，通过无人机搭载高分辨率相机环拍若干相片，再通过影像拼接生成鸟瞰图；(3)基于三维实景模型制作，即基于倾斜航空摄影测量生成的三维实景模型，进一步通过计算机视觉渲染处理，在计算机虚拟场景中生成鸟瞰图。

本发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术中存在以下技术问题：

透视投影导致图片呈现近大远小的特征，距离视点越远，分辨率越低，不利于观察远处地物；透视投影还导致图片平行地物交于远处的灭点，即图片左右两侧离视点中线越远，图片变形越严重；提升拍摄高度可在一定程度上减小透视投影产生的变形影响，但无人机的上升空域有限，且随着高度增加，变形影响仍无法完全消除。

发明内容

本发明实施例提供一种基于正射投影的鸟瞰图生成方法、系统及存储介质，能有效解决现有技术生成的鸟瞰图分辨率低、变形严重的问题。

本发明实施例一提供一种基于正射投影的鸟瞰图生成方法，包括：

采集目标区域的影像数据，根据所述目标区域的影像数据在所述目标区域布设像控点，并进行坐标测量，得到所述目标区域的像控点坐标成果；

确定投影轴以及所述像控点坐标的坐标系旋转角度，根据所述旋转角度计算对应的旋转矩阵，根据所述旋转矩阵进行所述像控点坐标的坐标系旋转；

根据旋转后的所述像控点坐标进行空中三角测量，得到测量像片；

计算所述测量像片的外方位元素数据，根据所述外方位元素数据进行三维重建，得到三维模型；

对所述三维模型进行数字微分纠正，生成正射影像图；

对所述正射影像图进行图像处理，得到所述目标区域的鸟瞰图。

作为上述方案的改进，所述确定投影轴以及所述像控点坐标的坐标系旋转角度，根据所述投影轴和旋转角度进行所述像控点坐标的坐标系旋转，具体包括：

确定投影方向的俯视角ɑ以及投影方向的水平角β，从而确定视点所在方位。

作为上述方案的改进，还包括：通过下式计算旋转后的像控点坐标：

其中，x、y、z为实测像控点坐标；X、Y、Z为旋转后的像控点坐标。

作为上述方案的改进，所述外方位元素数据，具体包括：

所述测量像片中摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数。

作为上述方案的改进，所述对所述三维模型进行数字微分纠正，生成正射影像图，具体包括：