基于可量测实景图像的可视化位置服务的实现方法

摘要

本发明涉及基于可量测实景图像的可视化位置服务方法，包括如下步骤：获取关于真实场景的立体序列影像数据等数据；对获取影像数据进行预处理；并对数据建立索引；可视化位置服务及兴趣点量测。本发明与单纯的地图或者正射影像图相比，更贴近用户日常生活的视角，消除了明显的专业色彩，能更好的面向大众，同时采用该方法可以满足对电子地图进行快速测制和更新的需要，提高位置服务数据的质量，保证数据更新的周期，解决落后的数据采集和生产方式，充分发挥GIS系统的功能，推动相关产业的发展。另一方面，该方法与传统的三维GIS平台相比，数据采集快，加工繁杂度、成本和劳动强度都很低，具有高精度的量测特性，可极大扩展位置服务的应用范围。

主权项

1.一种基于可量测实景图像的可视化位置服务的实现方法，包括如下步骤：一、数据获取：通过地面摄影平台获取关于真实场景的不同角度的立体序列影像数据或立体视频流数据、CCD相机的姿态数据和GPS数据；二、对获取的不同角度的立体序列影像数据或立体视频流数据、GPS数据和相机的姿态数据进行预处理：对不同角度的立体序列影像数据或立体视频流数据中的每一帧实景图像，根据其获取的时间，结合该时刻相机的姿态数据、GPS数据以及GPS接收机与相机的相对位置关系得出该帧实景图像的内外方位元素：并对不同角度的立体序列影像数据或立体视频流数据建立索引，根据坐标将序列影像数据或视频流数据中的实景图像帧与电子地图或正射影像图关联起来；三、可视化位置服务：当用户在电子地图或正射影像图上漫游到某一位置时，根据用户漫游的位置，实时获取关于该场景的不同角度的立体序列影像数据或立体视频流数据，并显示给用户；四、兴趣点量测：当在电子地图或正射影像图上漫游到某一位置时，从不同角度的立体序列影像数据或立体视频流数据中获取关于该场景的实景图像的立体像对以及实景图像的内外方位元素；测量时首先对兴趣点进行匹配，找出兴趣点在实景图像的立体像对中的同名像点，然后采用摄影测量的前方交汇方法量测兴趣点的地面坐标，并进而计算地物的几何尺寸；量测兴趣点的地面坐标的过程如下所述：已知条件：实景图像的立体像对的内方位元素分别为(X10，Y10，f1)，(X20，Y20，f2) 外方位线元素分别为(XS1，YS1，ZS1)，(XS2，YS2，ZS2) 外方位角元素分别为(1，ω1，κ1)，(2，ω2，κ2) 所求兴趣点在实景图像的立体像对的像素坐标分别为(X1，Y1)，(X2，Y2)求兴趣点的地面坐标(XA，YA，ZA)：1)所求兴趣点在实景图像的立体像对的像点坐标分别为(x1，y1)，(x2，y2) x1＝X1-X10 y1＝Y1-Y10 x2＝X2-X20 y2＝Y2-Y20 2)根据实景图像的立体像对的外方位元素的角元素分别计算立体像对的左右实景图像的旋转矩阵R1和R2 3)根据实景图像的立体像对的外方位线元素计算摄影基线分量BX，BY，BZ；4)逐点计算像点的空间辅助坐标：$\left[\begin{array}{c}{X}_1\\ Y_1\\ Z_1\end{array}\right]=R_1\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ y_1\\ -f_1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{X}_2\\ Y_2\\ Z_2\end{array}\right]=R_2\left[\begin{array}{c}{x}_2\\ y_2\\ -f_2\end{array}\right]$ 5)计算点投影系数：$N_1=\frac{B_x{Z}_2-B_z{X}_2}{X_1{Z}_2-X_2{Z}_1}$ $N_2=\frac{B_x{Z}_1-B_z{X}_1}{X_1{Z}_2-X_2{Z}_1}$ 6)计算兴趣点的地面坐标：XA＝N1X1+XS1＝N2X2+XS2 YA＝N1Y1+TS1＝N2Y2+YS2 ZA＝N1Z1+ZS1＝N2Z2+ZS2。