论文部分内容阅读
采用普通数码相机测量不规则任意形状土地或水域面积,可以解决常规人工测量使用标杆和卷尺,劳动强度大,精度低的缺点,抑或使用专业器材,设备昂贵,技术要求高的局限。本文将普通非量测数码相机应用到不规则区域面积测量中,提出了一种全新的基于非量测数码相机像素元不规则面积近景测量方法。方法根据相机像成像光学几何关系和近景摄影测量原理方法,推导出相机像素元与待测的不规则区域面积的投射几何关系,研究工作对所提出的方法进行了数学几何分析和实验验证。 主要研究的内容和结果如下: 1、经典一维距离的测量算法的现场摄影方式研究。研究工作主要采用正直摄影理论对摄影方式和参数设置所产生的误差进行了分析。得出结论:在进行一维距离测量时,采用高程较小的摄影方式进行摄影,以达到近似正直摄影;根据待测对象的估测距离,选取合适的基线,其长度一般为估测距离的1/10~1/4倍。 2、全新的二维面积的测量研究。二维面积的测量主要依据数码相机的相片像素元和待测对象之间的射影几何关系。通过研究分析相片中横排、纵列的像素元,得出同一横排的每个像素元的对应待测对象的横向宽度和纵向长度相等,不同横排像素元的横排宽度和纵向长度对应实际长度服从几何射影关系。根据摄影几何关系,计算每个像素元的纵边和横边分别代表的实际长度和实际宽度,即可获得该像素元代表的实际面积,由于横排像素元横向宽度和纵向长度相等,即可求出横排的所有像素元代表的面积。最后以纵向为序,由近及远,求出所有横排像素元代表的实际面积,然后累加获得总的待测对象的面积。 3、建立VC++实验平台。根据测量算法绘制出算法的流程图,以流程图为依据,进行实验平台的开发,使得实验平台具备一维距离测量和二维面积计算的功能。 4、对一维距离和二维面积的算法分别进行了相关的实验。分析和验证存在的误差,并提出了相应的误差改进方法,为后续的研究提供可靠指导。在理论依据指导下,选择合理的摄影方式进行实验,一维距离的测量实验的平均相对误差较小,在3%以下。同样,面积的测量误差也较小,平均相对误差在5%以下。 研究工作表明:基于非量测数码相机像素元的不规则区域面积的近景测量算法具有可行性,能够较为准确的测量出待测区域的面积,且具有较高的测量精度。