航测高层自动分区方法

摘要

本发明涉及一种航测高层自动分区方法，其特征在于，包括下列步骤：S101、获取需要进行航测的地域的航拍图，确定需要进行航测的具体区域；S102、对航测的具体区域进行等距离网格取样，得到高层数据，并生成高度灰度图；S103、对航测的具体区域进行分层；S104、对航测的具体区域的每一层进行二值化处理得到二值图像；S105、对二值图像执行连通域检测算法，提取每一层中相互分离的连通域；S106、对于每一个连通域，进行轮廓检测，得到每一个连通域的轮廓；S107、对连通域的轮廓进行矢量化处理；S108、将每一层的连通域的信息导入地面站，并规划相应的航测任务。本发明可以实现航测区域的分层，方便航测是对不同分层分别规划航测任务。

权利要求

1.一种航测高层自动分区方法，其特征在于，包括下列步骤：S101、获取需要进行航测的地域的航拍图，确定需要进行航测的具体区域；

S102、对航测的具体区域进行等距离网格取样，得到高层数据，并生成高度灰度图；

S103、对航测的具体区域进行分层；

S104、对航测的具体区域的每一层进行二值化处理得到二值图像；

S105、对二值图像执行连通域检测算法，提取每一层中相互分离的连通域；

S106、对于每一个连通域，进行轮廓检测，得到每一个连通域的轮廓；

S107、对连通域的轮廓进行矢量化处理；

S108、将每一层的连通域的信息导入地面站，并规划相应的航测任务。

2.根据权利要求1所述的航测高层自动分区方法，其特征在于，步骤S103的分层步骤包括：

S201、根据航拍图的所需分辨率、相机及镜头参数，计算或查表得出当航测的地域为平原时的相对航高，设为h0；

S202、根据高度灰度图，计算出最低海拔和最高海拔，分别设为hmin和hmax；

S203、若（hmax‑hmin）＞h0/3，则进行步骤S204对航测的具体区域进行分层，否则不分层；

S204、以h0为高差依次上调，逐步将高层分区，得到三个分区，其中第一的高度为hmin～hmin+h0/3，第二层的高度为hmin+h0/3～hmin+2×h0/3，第三层的高度为hmin+2×h0/3～hmax。

3.根据权利要求1所述的航测高层自动分区方法，其特征在于,步骤S104中，每一层的二值图像中，航测的具体区域对应部分标记为白色，其他部分标记为黑色。

4.根据权利要求3所述的航测高层自动分区方法，其特征在于，还包括对所述二值图像执行形态学腐蚀算法。

5.根据权利要求4所述的航测高层自动分区方法，其特征在于，还包括对所述二值图像执行形态学膨胀算法。

6.根据权利要求1所述的航测高层自动分区方法，其特征在于，步骤S107矢量化处理的步骤为：

S601、将连通域轮廓上位于一条直线上的一系列像素表示为头尾相连的向量，得到一条矢量边；

S602、重复S601，直至将整个轮廓矢量化。

7.根据权利要求6所述的航测高层自动分区方法，其特征在于，步骤S601判断像素是否位于一条直线的方法为：共线检测法。

说明书

航测高层自动分区方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无人机领域，具体涉及一种航测高层自动分区方法。

背景技术

[0002] 无人机航测是传统航空摄影测量手段的有力补充，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点，在小区域和飞行困难地区高分辨率影
像快速获取方面具有明显优势，随着无人机与数码技术的发展，基于无人机平台的数字航
摄技术已显示出其独特的优势，随着无人机与数码相机技术的发展，基于无人机平台的数
字航摄技术已显示出其独特的优势，但是由于航测的地形可能高低起伏大，无法笼统地规
划所有航测任务，需要根据不同高度规划不同的航测任务，因此本领域亟需一种针对航测
区域进行分层的方法。

发明内容

[0003] 基于此，有必要针对以上问题，提供一种航测高层自动分区方法，包括下列步骤：

[0004] S101、获取需要进行航测的地域的航拍图，确定需要进行航测的具体区域；

[0005] S102、对航测的具体区域进行等距离网格取样，得到高层数据，并生成高度灰度图；

[0006] 等距离网格取样为现有技术的常规取样方法，因此没有详细描述。

[0007] S103、对航测的具体区域进行分层；

[0008] S104、对航测的具体区域的每一层进行二值化处理得到二值图像；

[0009] S105、对二值图像执行连通域检测算法，提取每一层中相互分离的连通域；

[0010] 连通域检测算法为现有技术的常规方法，因此说明书中没有作详细描述，连通域减速算法可以将每一层中的分离区域提取出来。

[0011] S106、对于每一个连通域，进行轮廓检测，得到每一个连通域的轮廓；

[0012] S107、对连通域的轮廓进行矢量化处理；

[0013] 矢量化后，图形无论放大、缩小或旋转等不会失真。

[0014] S108、将每一层的连通域的信息导入地面站，并规划相应的航测任务。

[0015] 在航测之间，通过对需要航测区域的航拍照片的处理，将航拍区域分层，以便针对不同分层规划航测任务。

[0016] 优选的，步骤S103分层步骤包括：

[0017] S201、根据航拍图的所需分辨率、相机及镜头参数，计算或查表得出当航测的地域为平原时的相对航高，设为h0；

[0018] S202、根据高度灰度图，计算出最低海拔和最高海拔，分别设为hmin和hmax；

[0019] 根据灰度图计算出最低海拔和最高海拔为现有技术的常规手段，因此说明书中没有作详细的描述；

[0020] S203、若（hmax‑hmin）＞h0/3，则进行步骤S204对航测的具体区域进行分层，否则不分层；

[0021] S204、以h0为高差依次上调，逐步将高层分区，得到三个分区，其中第一的高度为hmin～hmin+h0/3，第二层的高度为hmin+h0/3～hmin+2×h0/3，第三层的高度为hmin+2×h0/3～
hmax。

[0022] 如果需要航测的区域的高度差较大，则需要将航测区域进行分层，分别针对各不同分成的情况规划航测任务。

[0023] 优选的，步骤S104中，每一层的二值图像中，航测的具体区域对应部分标记为白色，其他部分标记为黑色。

[0024] 二值图像占用空间小，便于信息的储存。

[0025] 进一步的，还包括对所述二值图像执行形态学腐蚀算法。

[0026] 形态学腐蚀可以消除二值图像中白色部分的边界点，使目标缩小，可以消除小于结构元素的噪点，以消除二值图像中白色部分的过小区域，便于规划航测任务。

[0027] 更进一步的，还包括对所述二值图像执行形态学膨胀算法。

[0028] 形态学膨胀可以将二值图像中所有背景点合并到白色区域，使目标增大，可添补目标中的空洞，从而使得二值图像中的白色部分接近临近区域，使得二值图白色区域的边
界更为整齐。

[0029] 优选的，步骤S107矢量化处理的步骤为：

[0030] S601、将连通域轮廓上位于一条直线上的一系列像素表示为头尾相连的向量，得到一条矢量边；

[0031] S602、重复S601，直至将整个轮廓矢量化。

[0032] 矢量化后，图形无论放大、缩小或旋转等不会失真。

[0033] 进一步的，步骤S601判断像素是否位于一条直线的方法为：共线检测法。

[0034] 共线检测法的检测方式为：在轮廓线上任取两点，以这两个点为圆形作两个半径相等的圆，圆的半径可以根据实际需要而定，半径越大，矢量化后的轮廓线就越平整，然后
做出同时与两个圆相切的两条直线，与两个围合成一个平椭圆区域，如果任取的这两个点
中间的点全在该区域内，则这两点及其之间的点共线，计算出这两点连线的矢量即为轮廓
的其中一条矢量边。

[0035] 下面结合上述技术方案对本发明的原理、效果进一步说明：

[0036] 1.根据高度灰度图，计算出最低海拔和最高海拔，根据航拍图的所需分辨率、相机及镜头参数，计算或查表得出当航测的地域为平原时的相对航高，然后根据最低海拔、最高
海拔、为平原时的相对航高给航测区进行分层，便于针对不同分区进行航测任务的规划。

[0037] 2.对连通域的轮廓进行矢量化，矢量化后储存容积变小，便于储存。

[0038] 3.对所述二值图像执行形态学腐蚀算法。形态学腐蚀可以消除二值图像中白色部分的边界点，使目标缩小，可以消除小于结构元素的噪点，以消除二值图像中白色部分的过
小区域，便于规划航测任务。

[0039] 4.对所述二值图像执行形态学膨胀算法。形态学膨胀可以将二值图像中所有背景点合并到白色区域，使目标增大，可添补目标中的空洞，从而使得二值图像中的白色部分接
近临近区域，使得二值图白色区域的边界更为整齐。

具体实施方式

[0040] 为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明做进一步详细描述：

[0041] 一种航测高层自动分区方法，包括下列步骤：

[0042] S101、获取需要进行航测的地域的航拍图，确定需要进行航测的具体区域；

[0043] S102、对航测的具体区域进行等距离网格取样，得到高层数据，并生成高度灰度图；

[0044] S103、对航测的具体区域进行分层；

[0045] S104、对航测的具体区域的每一层进行二值化处理得到二值图像；

[0046] S105、对二值图像执行连通域检测算法，提取每一层中相互分离的连通域；

[0047] S106、对于每一个连通域，进行轮廓检测，得到每一个连通域的轮廓；

[0048] S107、对连通域的轮廓进行矢量化处理；

[0049] S108、将每一层的连通域的信息导入地面站，并规划相应的航测任务。

[0050] 其中一种实施例，步骤S103分层步骤包括：

[0051] S201、根据航拍图的所需分辨率、相机及镜头参数，计算或查表得出当航测的地域为平原时的相对航高，设为h0；

[0052] S202、根据高度灰度图，计算出最低海拔和最高海拔，分别设为hmin和hmax；

[0053] S203、若（hmax‑hmin）＞h0/3，则进行步骤S204对航测的具体区域进行分层，否则不分层；

[0054] S204、以h0为高差依次上调，逐步将高层分区，得到三个分区，其中第一的高度为hmin～hmin+h0/3，第二层的高度为hmin+h0/3～hmin+2×h0/3，第三层的高度为hmin+2×
h0/3～hmax。

[0055] 其中一种实施例，步骤S104中，每一层的二值图像中，航测的具体区域对应部分标记为白色，其他部分标记为黑色。

[0056] 其中一种实施例，还包括对所述二值图像执行形态学腐蚀算法。

[0057] 其中一种实施例，还包括对所述二值图像执行形态学膨胀算法。

[0058] 其中一种实施例，步骤S107矢量化处理的步骤为：

[0059] S601、将连通域轮廓上位于一条直线上的一系列像素表示为头尾相连的向量，得到一条矢量边；

[0060] S602、重复S601，直至将整个轮廓矢量化。

[0061] 其中一种实施例，步骤S601判断像素是否位于一条直线的方法为：共线检测法。

[0062] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护
范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。