一种自然资源管理用测绘仪及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种自然资源管理用测绘仪及使用方法，涉及自然资源测绘技术领域，本发明专利技术中处理模块控制无人机按照设定航线匀速飞行，设定时间间隔t，处理模块控制航拍摄像头拍摄出第一组图像，然后设定时间间隔0.5t，使用航拍摄像头拍摄一副图像，然后设定时间间隔t，航拍摄像头拍摄出第二组图像，将第一组图像中前两张图像进行重合，在对重合区域进行像素值处理，完成图像拼接，将拼接后的图像将拼接处与第二组图像，进行图像对比分析，判断拼接图像是否合格，重复步骤，直至得到整体大场景图像，完成对自然资源中的森林资源进行面积测绘。本发明专利技术为一种自然资源管理用测绘仪及使用方法，图像拼接效果好，森林资源测绘更加精确。森林资源测绘更加精确。

【技术实现步骤摘要】
一种自然资源管理用测绘仪及使用方法


[0001]本专利技术涉及自然资源测绘
，特别涉及一种自然资源管理用测绘仪及使用方法。

技术介绍

[0002]自然资源是指自然界中人类可以直接获得用于生产和生活的物质。可分为三类，一是不可更新资源，如各种金属和非金属矿物、化石燃料等，需要经过漫长的地质年代才能形成；二是可更新资源，指生物、水、土地资源等，能在较短时间内再生产出来或循环再现；三是取之不尽的资源，如风力、太阳能等，被利用后不会导致贮存量减少。自然保护的中心任务就是保护、增殖和合理利用自然资源，以提高资源的再生和继续利用的能力，求得环境效益和社会经济效益的统一，在合理利用自然资源时往往需要先对自然资源规模进行规划，例如森林资源，在森林资源规划过程中首先需要对森林资源进行测绘就需要用到森林资源测绘仪，在森林资源测绘过程中往往需要拍摄整片森林资源图像，通过整个全部森林资源图像完成森林资源测绘，进而辅助管理、规划以及合理开发森林资源。
[0003]但是现有的森林资源拍摄测绘仪使用过程中无法精确获取整体图像，只能获取多个区域图形，这就需要对图像进行拼接缝合，专利号为CN104331872B，公开的图像拼接方法中通过在纠正区域中分别标注相对应的第一同名点和第二同名点，其中，第一同名点位于待纠正的第一图像中，第二同名点位于待纠正的第二图像中，再通过第一同名点和第二同名点确认到达两同名点距离符合预设要求的点作为基准点，进一步根据基准点的位置将第一同名点所在的图像按照将第一同名点纠正到基准点的方式进行纠正，将第二图像按照将第二同名点纠正到基准点的方式进行纠正，最后将纠正后的两个图像进行拼接，本方法中首先两个图像大小不同，只通过一个共同点进行拼接，拼接误差较大，拼接后生成的效果图图像质量差为，因此有必要提出一种新的解决方案。
[0004]现有的森林资源拍摄测绘仪器，在拍摄森林资源后，对拍摄图像进行拼接过程中存在拼接误差大，且拼接后的图像效果差的问题，拼接后的图像需要进行二次图像处理，较为麻烦的缺点，为此，我们提出一种自然资源管理用测绘仪及使用方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种自然资源管理用测绘仪及使用方法，可以有效解决
技术介绍
中现有的森林资源拍摄测绘仪器，在拍摄森林资源后，对拍摄图像进行拼接过程中存在拼接误差大，且拼接后的图像效果差的问题，拼接后的图像需要进行二次图像处理，较为麻烦的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种自然资源管理用测绘仪，包括地面装置以及移动装置，所述地面装置包括无线接收模块以及处理模块，所述移动装置包括无人机以及设置在无人机下的连接组件和测绘组件；
[0007]所述测绘组件包括设置在所述连接组件上的无线发送模块以及航拍摄像头，所述
无线发送模块与所述无线接收模块通信连接，所述无线发送模块与所述无线接收模块为双向传输单元，无线发送模块用于实时向无线接收模块发送所述航拍摄像头拍摄的森林资源图像，以及接收所述处理模块通过所述无线接收模块发送的无人机控制指令，该控制指令能够控制无人机飞行轨迹以及所述航拍摄像头拍摄图像的时间。
[0008]优选地，所述无人机下端连接有连接条，所述连接组件包括与所述连接条螺纹连接的安装块，所述无线发送模块固定安装在所述安装块上，所述安装块下端连接有相机稳定器，所述航拍摄像头安装在所述相机稳定器上，安装块与无人机下方的连接条通过螺丝进行连接，使得连接条下部携带的设备更换方便，拆卸维修简答，使用效果好。
[0009]一种自然资源管理用测绘仪的使用方法，所述使用方法包括具体以下步骤：
[0010]S1：图像获取，包括以下步骤：
[0011]S101：所述处理模块控制所述无人机按照设定航线匀速飞行，设定时间间隔t，所述处理模块控制所述航拍摄像头拍摄一组图像，生成第一组图像，所述第一组图像包括：[a1,a2,......,a
n
]，如图所示，无人机携带航拍摄像头从0点出发，在t时刻拍摄第一张图像a1，在2t时刻拍摄第二张图像a2，在3t时刻拍摄第三张图像a3；得到第一组图像：[a1,a2,a3]；
[0012]S102：所述处理模块控制所述无人机原路返回，设定时间间隔0.5t，使用航拍摄像头拍摄一幅图像b1，然后设定时间间隔t，所述处理模块控制所述航拍摄像头6拍摄第二组图像，进而生成第二组图像，所述第二组图像包括：[b1,b2,......,b
n+1
]，如图所示，无人机1携带航拍摄像头从0点出发，在0.5t时刻拍摄第一张图像b1，在1.5t时刻拍摄第二张图像b2，在2.5t时刻拍摄第三张图像b3，在3.5t时刻拍摄第四张图像b4；
[0013]S2：预处理图像；
[0014]S3：图像位置处理：确定两张图像重合处位置，包括以下步骤：
[0015]S301：将第一组图像中的初始位置处的两个图像，进行互相关相似性检测，提取出像素的块的特征，从两个图像的重叠部分进行匹配，其中一个图像作为模板，另一图像作为匹配块，通过互相关评价函数给出模板与匹配块之间的相似度值，互相关函数的表达式为：
[0016][0017]在上面的公式中，T表示模板为图像a1，S表示匹配块为图像a2，i，j表示S匹配块的位置，m,n为图像中像素位置，当关系数R(i，j)最大时，两幅图像位置重合匹配最高；
[0018]S302：通过步骤S301将a1和a2两幅图像进行位置对比，将对比后的图像进行重合，重合部分中每一个像素位置处拥有两个像素值，生成重叠像元；
[0019]S4：处理拼接；对两幅图像重合的位置处像元进行初次平均值处理以及二次平均值处理，并输出拼接后图像A1；
[0020]S5：图像对比，将S3输出的拼接后的图像A1与第二组图像中对应的图像B2进行对比，由图3以及图4可以看出，图像b2中部包含a1和a2的重合区域，包括以下步骤：
[0021]S501：对拼接图像检测伪边块，确定真实图像区域A1，对A1分次逐步旋转一周，每次旋转后计算若干Zernike矩，计算Zernike矩的均值与标准差向量，其中计算K
A
中的每一列的均值和标准差得到均值向量K
avg
，其中K
avg
＝[K1,
…
K
T
]；
[0022]S502：对第二组图像中的图像b2，确定真实图像区域B1，对B1分次逐步缩放，得到与A1大小相同的B2，每次缩放后相应计算若干Zernike矩，对B2不进行旋转，直接计算与A1相应的T个Zernike矩，得到矩值向量V
B
＝[V1,
…
V
T
]；
[0023]S503：对图像的Zernike矩V
B
进行归一化得到其中，
[0024]显然，若两幅图像较为相近的话，进而中的各个元素的数值应该接近于1，然后，计算K
avg
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自然资源管理用测绘仪，其特征在于：包括地面装置以及移动装置，所述地面装置包括无线接收模块以及处理模块，所述移动装置包括无人机(1)以及设置在无人机(1)下的连接组件和测绘组件；所述测绘组件包括设置在所述连接组件上的无线发送模块(2)以及航拍摄像头(6)，所述无线发送模块(2)与所述无线接收模块通信连接。2.根据权利要求1所述的一种自然资源管理用测绘仪，其特征在于：所述无人机(1)下端连接有连接条(3)，所述连接组件包括与所述连接条(3)螺纹连接的安装块(4)，所述无线发送模块(2)固定安装在所述安装块(4)上，所述安装块(4)下端连接有相机稳定器(5)，所述航拍摄像头(6)安装在所述相机稳定器(5)上。3.一种自然资源管理用测绘仪的使用方法，其特征在于：所述测绘仪为权利要求1
‑
2中任意一项所述的测绘仪，所述使用方法包括具体以下步骤：S1：图像获取，包括以下步骤：S101：所述处理模块控制所述无人机(1)按照设定航线匀速飞行，设定时间间隔t，所述处理模块控制所述航拍摄像头(6)拍摄一组图像，生成第一组图像，所述第一组图像包括：[a1,a2,......,a
n
]；S102：所述处理模块控制所述无人机(1)原路返回，设定时间间隔0.5t，使用航拍摄像头(6)拍摄一幅图像b1，然后设定时间间隔t，所述处理模块控制所述航拍摄像头(6)拍摄第二组图像，进而生成第二组图像，所述第二组图像包括：[b1,b2,......,b
n+1
]；S2：预处理图像；S3：图像位置处理：确定两张图像重合处位置，包括以下步骤：S301：将第一组图像中的初始位置处的两个图像，进行互相关相似性检测，提取出像素的块的特征，从两个图像的重叠部分进行匹配，其中一个图像作为模板，另一图像作为匹配块，通过互相关评价函数给出模板与匹配块之间的相似度值，互相关函数的表达式为：在上面的公式中，T表示模板为图像a1，S表示匹配块为图像a2，i，j表示S匹配块的位置，m,n为图像中像素位置，当关系数R(i，j)最大时，两幅图像位置重合匹配最高；S302：通过步骤S301将a1和a2两幅图像进行位置对比，将对比后的图像进行重合，重合部分中每一个像素位置处拥有两个像素值，生成重叠像元；S4：处理拼接；对两幅图像重合的位置处像元进行初次平均值处理以及二次平均值处理，并输出拼接后图像；S5：图像对比，将S3输出的拼接后的图像与第二组图像中对应的图像进行对比，包括以下步骤：S501：对拼接图像检测伪边块，确定真实图像区域A1，对A1分次逐步旋转一周，每次旋转后计算若干Zernike矩，计算Zernike矩的均值与标准差向量，其中计算K
A
中的每一列的均值和标准差得到均值向量K
avg
，其中K
avg...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠雨，胡振龙，左宏基，
申请(专利权)人：张忠雨，
类型：发明
国别省市：