阅读说明：本技术 一种基于航拍测量待测面积的控制方法及装置 (Control method and device for measuring area to be measured based on aerial photography ) 是由 徐鹤群 陈元良 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于航拍测量待测面积的控制方法,其通过无人机实现对于实际待测面积的测量,包括：a.确定航拍照片中第一待测面积占所述航拍照片的比例k；b.基于航拍相对航高H、设备基础信息以及所述比例k确定第二待测面积S。本发明针对上述现有测绘技术存在的不足,为满足农林业高频率、高时效、低成本、低门槛的测绘需求,提出了简单航拍摄影测量的思路。本发明提出的简单航拍摄影测量：基于民用多旋翼无人机拍摄的影像,设备成本和技术门槛低；界面友好,操作简单,可根据受灾边界准确勾画闭合图形,严格测量受损面积,计算快速,精确度高。(The invention provides a control method for measuring an area to be measured based on aerial photography, which realizes the measurement of the actual area to be measured through an unmanned aerial vehicle, and comprises the following steps: a. determining the proportion k of a first area to be measured in the aerial photo to the aerial photo; b. and determining a second area S to be measured based on the relative aerial height H of aerial photography, the basic information of the equipment and the proportion k. Aiming at the defects of the prior surveying and mapping technology, the invention provides a simple aerial photography and measurement thought for meeting the surveying and mapping requirements of agriculture and forestry on high frequency, high timeliness, low cost and low threshold. The simple aerial photography measurement provided by the invention comprises the following steps: based on images shot by the civil multi-rotor unmanned aerial vehicle, the equipment cost and the technical threshold are low; the method has the advantages of friendly interface, simple operation, accurate drawing of closed graphs according to disaster-stricken boundaries, strict measurement of damaged areas, quick calculation and high accuracy.)

一种基于航拍测量待测面积的控制方法及装置

技术领域

本发明属于航空测量技术领域，特别涉及一种基于航拍测量待测面积的控制方法及装置。

背景技术

现待测绘技术，已经向集成化、数字化、自动化、智能化发展，经典的大地测量定位手段逐步被全球定位系统技术所取代；传统的地图测制手段正想数字化测图技术过度；传统的模拟测绘产品逐步向数字化地理信息产品转变；传统的测绘“老三仪”，即经纬仪、水准仪、平板仪开始向以卫星、无人机、可移动设备等现待测绘手段转化，传统的测绘产业逐步向现代地理信息产业或现待测绘产业转变。

测绘技术越来越先进，精确度和准确度日益提高，随之而来的问题就是测绘技术对专业设备的依赖程度、设备成本和技术门槛日益升高。以农林业植被面积测量为例：农田山林地形复杂危险、面积广阔，不适合使用手持GPS设备测量植被面积；与矿业、建筑业标的不同，农林业作物生长快速，可能存在换种和轮耕，导致无法使用历史卫星照片进行遥感测量；使用新近卫星照片成本过高，卫星照片的生产速度也难以满足时效要求；使用测绘无人机的设备成本和技术门槛过高，难以普及。

目前并没有一种能够解决上述技术问题的技术方案，具体地，并没有一种基于航拍测量待测面积的控制方法及装置。

发明内容

针对现有技术存在的技术缺陷，本发明的目的是提供一种基于航拍测量待测面积的控制方法及装置，根据本发明的一个方面，提供了一种基于航拍测量待测面积的控制方法，其通过无人机实现对于实际待测面积的测量，包括：

a.确定航拍照片中第一待测面积占所述航拍照片的比例k；

b.基于航拍相对航高H、设备基础信息以及所述比例k确定第二待测面积S。

优选地，所述步骤a包括：

a1.通过航拍确定航拍照片；

a2.确定第一待测面积以及与所述第一待测面积所占的像素数；

a3.基于所述第一待测面积所占的像素数以及所述航拍照片总像素数确定比例k。

优选地，在所述步骤a2中，所述第一待测面积通过如下方式确定：

a21.基于照片特征信息确定航拍照片中的标记像素点；

a22.将所述标记像素点所形成的图形作为所述第一待测面积。

优选地，所述照片特征信息至少包括航拍照片的亮度、饱和度以及色调。

优选地，在所述步骤a22之后，还包括步骤：

a23.对所述第一待测面积进行手动调整。

优选地，所述步骤b至少包括：

b1.基于高空航拍照片的绝对航高与待测面积所在地平面绝对高度确定相对航高H；

b2.确定设备基础信息，所述设备基础信息至少包括无人机相机光学传感器的高度h，无人机光学传感器的长度l，无人机相机实际焦距f；

b3.确定第二待测面积S。

优选地，在所述步骤b3中，所述第二待测面积S通过如下公式确定：

其中，所述S为第二待测面积，所述h为无人机相机光学传感器的高度，所述l为无人机光学传感器的长度，所述H为相对航高，所述f为无人机相机实际焦距，所述k为航拍照片中待测面积占所述航拍照片的比例。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于航拍测量待测面积的控制装置，至少包括：

无人机：其用于进行照片航拍；

计算装置：其用于确定第二待测面积。

本发明提供了一种基于航拍测量待测面积的控制方法，其通过无人机实现对于实际待测面积的测量，包括：a.确定航拍照片中第一待测面积占所述航拍照片的比例k；b.基于航拍相对航高H、设备基础信息以及所述比例k确定第二待测面积S。本发明针对上述现有测绘技术存在的不足，为满足农林业高频率、高时效、低成本、低门槛的测绘需求，提出了简单航拍摄影测量的思路。本发明提出的简单航拍摄影测量：基于民用多旋翼无人机拍摄的影像，设备成本和技术门槛低；界面友好，操作简单，可根据受灾边界准确勾画闭合图形，严格测量受损面积，计算快速，精确度高。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了本发明的

具体实施方式

的，一种基于航拍测量待测面积的控制方法的具体流程示意图；

图2示出了本发明的第一实施例的，确定航拍照片中第一待测面积占所述航拍照片的比例k的具体流程示意图；

图3示出了本发明的第二实施例的，确定第一待测面积以及与所述第一待测面积所占的像素数的具体流程示意图；

图4示出了本发明的第三实施例的，基于航拍相对航高H、设备基础信息以及所述比例k确定第二待测面积S的具体流程示意图；

图5示出了本发明的另一具体实施方式的，一种基于航拍测量待测面积的控制装置的拓扑图；

图6示出了本发明的第四实施例的，一种航拍照片的效果图；以及

图7示出了本发明的第五实施例的，一种航拍测量的原理图。

具体实施方式

为了更好的使本发明的技术方案清晰的表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1示出了本发明的具体实施方式的，一种基于航拍测量待测面积的控制方法的具体流程示意图，本发明与现有的测绘技术相比：针对农林业植被面积测量需求，采用了最基本的摄影测量技术，操作简单；基于已量产的民用旋翼无人机设备，设备成本低。进一步地，本发明所述的基于航拍测量待测面积的控制方法，其通过无人机实现对于实际待测面积的测量，具体地，包括：

首先，进入步骤S101，确定航拍照片中第一待测面积占所述航拍照片的比例k，所述航拍照片将通过人为控制的无人机设备在高空上进行拍摄而确定，在本发明所记载的技术方案中，所述第一待测面积至少包括农林业照片中需要被测量的面积，而通常是在具体规划的面积进行考量、局部面积受到自然或人为受害，并能够从航拍照片中很明显的区分出第一待测面积与除了第一待测面积以外的其他部分存在显著差异的部分需要测量的面积，进一步地，本发明只需知道在航拍照片中的第一待测面积以及所述航拍照片的面积，即可知道其两者之间的比例k，而本发明将通过等比原理来测量实际待测面积，这些将在后述的具体实施方式中作进一步的描述，在此不予赘述。

最后，进入步骤S102，基于航拍相对航高H、设备基础信息以及所述比例k确定第二待测面积S，本领域技术人员理解，所述第二待测面积S则为最终的、与所述航拍照片中第一待测面积相对应地实际面积。

进一步地，结合步骤S101，本领域技术人员认为本发明所公开的技术方案并不仅仅局限于受灾面积，还可以为其他需要被测量的、通过无人机所拍摄的面积，而更进一步，本发明所公开的技术方案并不仅仅局限于农林业，还可以在畜牧业、鱼类养殖、航拍测绘、土地规划的其他行业领域，本发明旨在保护一种通过航拍来实现实际待测面积测量的技术方案，而任何通过本发明来实现实际测量的技术方案都将落入本发明所要保护的保护客体。

图2示出了本发明的第一实施例的，确定航拍照片中第一待测面积占所述航拍照片的比例k的具体流程示意图，所述图2是对步骤S101的详细描述，具体地，所述步骤S101包括：

首先，进入步骤S1011，通过航拍确定航拍照片，在这样的实施例中，即用户可以通过远程操控无人机实现高空作业，并在指定位置或者预期位置进行定位拍摄，从而确定所述航拍照片，所述航拍照片包括但不限于电子照、照片。

然后，进入步骤S1012，确定第一待测面积以及与所述第一待测面积所占的像素数，所述第一待测面积的确定可以依靠计算机来智能处理也可以通过人为来确定，具体地，通过计算机来智能处理需要将第一待测面积的特征信息作为输入，具体地，所述第一待测面积中存在与航拍照片其他部分存在明显反差的各种特征，而这些反映在照片中则可以具体到像素点，而人为进行确定则是通过人为圈定第一待测面积，其存在一定的主观意识。

最后，进入步骤S1013，基于所述第一待测面积所占的像素数以及所述航拍照片总像素数确定比例k，在这样的实施例中，假设通过步骤S确定了第一待测面积以及与所述第一待测面积所占的像素数，为2000，而整个航拍照片总像素数为20000，则可以确定所述k为0.1。

图3示出了本发明的第二实施例的，确定第一待测面积以及与所述第一待测面积所占的像素数的具体流程示意图，在所述步骤S1012中，所述第一待测面积通过如下方式确定：

首先，进入步骤S10121，基于照片特征信息确定航拍照片中的标记像素点，所述照片特征信息至少包括航拍照片的亮度、饱和度以及色调，本领域技术人员理解，当第一待测面积中存在明显受灾时，反映在照片上则可以通过航拍照片的亮度、饱和度以及色调等等方面看出，但最终反映则是第一待测面积的每个像素点的R、G、B三个分量将与航拍照片其他部分存在一定的区别，这些将应用到一些专业处理、区别相邻像素点差异的技术方案，也将运用到如何确定渐变像素点、如何确定临界点阈值等等的技术手段，但这些都是目前的现有技术，在此不予赘述。

然后，进入步骤S10122，将所述标记像素点所形成的图形作为所述第一待测面积，所述标记像素点所形成的图形可以为任意规则或不规则形状，而这些标记像素点所形成的图形即为需要被测量的第一待测面积。

最后，进入步骤S10123，在其他的实施例中，本发明在执行完步骤S10122之后，就可以继续后续的步骤，而在一个优选地实施例中，为了更为精确的确定第一待测面积，还可以选择性的对所述第一待测面积进行手动调整，若初次通过智能确定或者人为处理后的第一待测面积非常清晰且正确，则不需要进行步骤S10123，若通过智能确定或者人为处理后的第一待测面积需要进行调整，则执行步骤S10123。

图4示出了本发明的第三实施例的，基于航拍相对航高H、设备基础信息以及所述比例k确定第二待测面积S的具体流程示意图，具体地，所述步骤S102至少包括：

首先，进入步骤S1021，基于高空航拍照片的绝对航高与待测面积所在地平面绝对高度确定相对航高H，本领域技术人员理解，所述相对航高H即为待测面积所在地平面相对于拍摄照片时的高空的距离，即将两者之差即为相对航高H。

然后，进入步骤S1022，确定设备基础信息，所述设备基础信息至少包括无人机相机光学传感器的高度h，无人机光学传感器的长度l，无人机相机实际焦距f，如图7所示，图7示出了本发明的第五实施例的，一种航拍测量的原理图，本领域技术人员理解，在本发明中实际还用到了GPS高度参考值，GPS高度，相机型号等信息，在此不予赘述。

最后，进入步骤S1023，确定第二待测面积S，本领域技术人员理解，在所述步骤S1023中，所述第二待测面积S通过如下公式确定：

其中，所述S为第二待测面积，所述h为无人机相机光学传感器的高度，所述l为无人机光学传感器的长度，所述H为相对航高，所述f为无人机相机实际焦距，所述k为航拍照片中待测面积占所述航拍照片的比例。

本领域技术人员理解，上述公式来自于航拍测亩的理论基础，即根据摄影术原理，相机镜头组可等效看做一个小孔，光线通过等效小孔在光学传感器上形成倒像；在忽略镜头组产生畸变的前提下，被摄地面正投影(底面)与等效小孔(顶点)组成的四棱锥，与光学传感器(底面)与等效小孔(顶点)组成的四棱锥呈体相似关系，两底面面积比＝(相对航高/设备实际焦距)^2。

进一步地，航拍测亩的具体实施步骤：根据理论基础和实际情况可知，只需要高空航拍测亩照片的绝对航高与待测区域所在地平面绝对高度相减得出相对航高、查明设备型号获得其他参数即可计算出被摄地面正投影面积；该面积*航拍照片中待测区域像素数所占照片总像素的比例，即为待测区域正投影面积。设S＝第二待测面积，h＝无人机相机光学传感器的高度(宽度)，l＝无人机光学传感器的长度，H＝相对航高，f＝无人机相机实际焦距，k＝航拍照片中待测区域像素数所占照片总像素的比例，则

图5示出了本发明的另一具体实施方式的，一种基于航拍测量待测面积的控制装置的拓扑图，且图6示出了本发明的第四实施例的，一种航拍照片的效果图，为了更好的对本发明进行理解，本发明公开了一种基于航拍测量待测面积的控制装置，其采用图1至图4中所记载的技术方案，至少包括：无人机1，其用于进行照片航拍；还包括计算装置2，其用于确定第二待测面积。如图5所示，无人机在高空进行航拍拍摄，在地面终端进行成像处理，并通过计算装置从而实现对于待测面积的测量。而图6则是根据图5中示出的控制装置所拍摄的航拍照片，其中，被圈住的部分即为所述第二待测面积。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。