地面摄影测量方法研究与解算软件研建

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:taizi0204
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本文以地面摄影测量理论为基础,侧重说明了摄影测量在林业调查以及木材检尺中的应用,并研建了地面摄影测量数据处理平台和移动端平台。基于单张像片像点与物点的关系建立了最简共线方程式,并设计了平地测量与激光扫平测量的模式。针对像对的解算也建立了相应的模型,使用C#语言在Microsoft Visual Studio2013开发平台上编写了地面摄影测量数据处理平台,平台包括单像解算、像对解算、坐标换算、相机标定和木材检尺模块,其中木材检尺模块使用Emgu CV计算机视觉库进行辅助实现,界面设计也引用了Dev Express的控件集,风格采用Ribbon进行设计。在移动端使用Android Studio为开发平台,编写了移动端的软件,实现了外业实时测量的功能。本文研究设计了地面摄影测量数据处理平台,主要内容如下:1)根据我国森林资源调查与摄影测量国内外研究现状,寻求解决现有森林资源调查的问题的方案,并设计实验进行验证。在实验的基础上进行软件需求分析,设计并编写相应的软件系统。2)提出使用激光器进行摄影测量实验,在单像解析和样地观测上都取得不错的效果,给林业调查乃至摄影测量都提供新的发展方向。使用CCD组合全站仪进行摄影,记录摄影瞬间外方位元素,应用立体像对前方交会的算法解求三维点坐标,恢复摄影物体的三维信息。3)设计了地面连续摄影进行样地观测方案,硬件使用手机、测距仪、激光器、RTK等设备,应用摄影测量平差算法,计算得到相对外方位元素,并根据控制点数据得到绝对外方位元素。4)使用计算机视觉算法与摄影测量方法相结合进行木材检尺工作,算法经过灰度化、二值化、图像腐蚀、连通域分析、标记分水岭等算法将木材端面分割开来,进而根据材积计算模型得到木材材积。经过实验验证,使用地面摄影测量方法进行林业调查是切实可行的,单像解析平地测量胸径平均相对误差为2.92%,树高测量平均相对误差为4.66%;激光扫平模式的胸径平均相对误差为3.15%;像对解算中基线长60cm时胸径平均误差为2.85%,基线长100cm时平均误差为2.46%;任意摄影方式胸径平均误差为1.27%;木材检尺的结果与人工结果相比精度达到98.2%。使用地面摄影测量方法与仪器可以有效的解决现有阶段森林调查设备陈旧的问题,能有效提高外业效率,配合地面摄影测量软件平台实现了内外业一体化的形式。
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