指定区域面积的应急获取方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了指定区域面积的应急获取方法和装置，涉及摄影测量、视频图像处理技术领域。该指定区域面积的应急获取方法，采用全国90米分辨率的DEM数据、无人机拍摄的视频数据及其内、外方位元素进行计算和分析，替代了传统摄影测量技术中需要布设地面控制点以获取精确外方位元素的方法，直接在视频帧上量测面积，使得确定指定区域面积的速度得到了提高，并且所获得的目标区域数据是动态的视频数据，提高了应急指挥的直观性、可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及摄影测量、视频图像处理领域，具体而言，涉及指定区域面积的应急获取方法和装置。
技术介绍
生活中，经常会发生自然环境和生活环境的变化，当这种变化变得剧烈，人们无法适应的时候，这种环境的变化也就成为了灾难。如自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件等等。这些灾难的发生往往具有突发性和严重性，会给国家安全、人民群众财产安全、社会稳定带来严重的威胁。当然，这些灾难并不是不可避免的，或者说这些灾难所带来的后果并不是不能减轻的，通过对自然环境的信息进行准确的采集和分析，能够对即将发生的灾难进行分析和判断，从而可以采取相应的治理措施，来减轻灾难所带来的后果。从而形成了如下的工作流程：环境信息采集-环境信息分析、判断-使用相应的治理措施进行防治。对灾难进行防治的时候，首要考虑的是及时性，突发事件在发生的时候，催着时间的推移可能会愈演愈烈，其带来的后果也会大大加重。如果治理措施使用的过晚，则突发事件可能已经演变成灾难，并已经发展到不可避免的程度了。因此，为了保证治理措施能够及时的出台，如何高效的收集环境信息便成为了首要的了。在有关地质的领域，为了更有效和准确的对突发事件做出应急响应，相关部门必须具备准确判断和快速响应的能力，这种能力是建立在信息收集、动态监测、灾害评估之上的。在信息收集方面，目标区域的定位和面积获取为应急指挥、分析决策提供了基础数据。因此，快速获取目标区域面积和坐标对突发事件的应急响应具有重要影响。目前常用的目标区域定位和面积获取的方法主要有：卫星遥感平台对目标区域的动态监测与变化面积的提取技术、摄影测量技术中由地面控制点求精确外方位元素方法、动态RTK量测目标区域坐标技术等。由于突发事件对时效性要求较高，而且这些技术通常需要经过长时间的测量和计算后，才能够得出目标区域的面积，可见上述这些技术这对于处理突发事件是不利的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供指定区域面积的应急获取方法和装置，以提高指定区域的面积的获取效率。第一方面，本专利技术实施例提供了指定区域面积的应急获取方法，包括：查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值；根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在目标影像上的像点的像点坐标，目标区域位于目标影像上；根据目标区域的平均高程值、像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标；根据地面点坐标计算目标区域的面积。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括：在DEM格网上，使用所述地面点坐标，采用双线性内插法，计算地面点的DEM高程值；若DEM高程值与平均高程值的差值小于预设阈值，则执行步骤根据地面点坐标计算目标区域的面积。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：若DEM高程值与平均高程值的差值大于或等于预设阈值，则将DEM高程值作为平均高程值，并重新执行如下步骤，根据目标区域的平均高程值、像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据目标区域的平均高程值、像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标包括：按照如下公式计算地面点坐标，X物＝Xs+(Z平均-Zs)*(a1x+a2y-a3f)/(c1x+c2y-c3f)Y物＝Ys+(Z平均-Zs)*(b1x+b2y-b3f)/(c1x+c2y-c3f)；其中，X物为地面点在地面坐标系的横坐标；Y物为地面点在地面坐标系的纵坐标；Xs、Ys、Zs为目标影像的外方位元素；ai、bi、ci，(i＝1,2,3)，为目标影像的像空间坐标系和像空间辅助坐标系间夹角的方向余弦；Z平均为平均高程值，f为拍摄目标影像的摄影机的主距。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值包括：在90米分辨率的数据库中查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在目标影像上的像点的像点坐标包括：在无人机摄像机的检校文件的校验文件中查找内方位元素和像元大小；根据内方位元素和像元大小，计算目标影像上多边形的各个角点在目标影像上的像平面坐标系中的像点坐标。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括：通过无人机携带的定姿定位系统获取目标影像的外方位元素；根据外方位元素计算旋转矩阵中的方向余弦。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，预设阈值为0.01米。第二方面，本专利技术实施例还提供了指定区域面积的应急获取装置，包括：获取模块，用于查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值；第一计算模块，用于根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在目标影像上的像点的像点坐标，目标区域位于目标影像上；第二计算模块，用于根据目标区域的平均高程值、像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标；第三计算模块，用于根据地面点坐标计算目标区域的面积。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括：第四计算模块，用于在DEM格网上，使用所述地面点坐标，采用双线性内插法，计算地面点的DEM高程值；若DEM高程值与平均高程值的差值小于预设阈值，则第三计算模块工作。本专利技术实施例提供的指定区域面积的应急获取方法和装置，采用使用历史数据进行计算的方式，与现有技术中的需要通过实际测量才能够获取到数据的方式相比，其通过在历史数据中获取了大量的基础数据，并进一步通过这些基础数据推算出目标区域的面积，保证了目标区域的面积的获取及时性，从时效性的角度上，给突发事件的应急处理提供了帮助。为使本专利技术的上述目的、特征和优点本文档来自技高网...

【技术保护点】
指定区域面积的应急获取方法，其特征在于，包括：查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值；根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标区域所对应的多边形的各个角点在所述目标影像上的像点的像点坐标，目标区域位于所述目标影像上；根据所述目标区域的平均高程值、所述像点坐标和预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系中的地面点坐标；根据所述地面点坐标计算所述目标区域的面积。

【技术特征摘要】
1.指定区域面积的应急获取方法，其特征在于，包括：
查找历史DEM数据，以获取目标区域的平均高程值；
根据预先获取的内方位元素和像元大小，计算目标影像上目标
区域所对应的多边形的各个角点在所述目标影像上的像点的像点坐
标，目标区域位于所述目标影像上；
根据所述目标区域的平均高程值、所述像点坐标和预先获取的
目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐标系
中的地面点坐标；
根据所述地面点坐标计算所述目标区域的面积。
2.根据权利要求1所述的指定区域面积的应急获取方法，其
特征在于，还包括：
在DEM格网上，使用所述地面点坐标，采用双线性内插法，
计算所述地面点的DEM高程值；
若所述DEM高程值与所述平均高程值的差值小于预设阈值，
则执行步骤所述根据所述地面点坐标计算所述目标区域的面积。
3.根据权利要求2所述的指定区域面积的应急获取方法，其
特征在于，还包括：
若所述DEM高程值与所述平均高程值的差值大于或等于所述
预设阈值，则将所述DEM高程值作为平均高程值，并重新执行如
下步骤，根据所述目标区域的平均高程值、所述像点坐标和预先获

\t取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在地面坐
标系中的地面点坐标。
4.根据权利要求1所述的指定区域面积的应急获取方法，其
特征在于，所述根据所述目标区域的平均高程值、所述像点坐标和
预先获取的目标影像的方向余弦，计算每个像点所对应的地面点在
地面坐标系中的地面点坐标包括：按照如下公式计算地面点坐标：
X物＝Xs+(Z平均-Zs)*(a1x+a2y-a3f)/(c1x+c2y-c3f)
Y物＝Ys+(Z平均-Zs)*(b1x+b2y-b3f)/(c1x+c2y-c3f)；
其中，X物为地面点在地面坐标系的横坐标；Y物为地面点在地
面坐标系的纵坐标；Xs、Ys、Zs为目标影像的外方位元素；ai、bi、
ci，(i＝1,2,3)，为目标影像的像空间坐标系和像空间辅助坐标系间夹
角的方向余弦；Z平均为平...

【专利技术属性】
技术研发人员：李英成，王凤，孙新博，丁晓波，刘沛，
申请(专利权)人：中测新图北京遥感技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11