真正射影像生成方法和装置

技术领域

本申请涉及测绘空间数据处理技术领域，具体而言，涉及一种真正射影像生成方法和装置。

背景技术

在测绘领域，由于数字正射影像(DOM，Digital Orthophoto Map)具有表现直观、真实、信息量丰富、易于更新等优点，已逐渐成为测绘成果数据框架的重要组成部分，并在国土资源调查、城市规划、城市管理等方面发挥越来越重要的作用。但对于传统的城市大比例尺数字正射影像图，由于影像图中高大建筑物的顶面严重偏离其正确位置，而偏离方向以及偏离程度视摄影中心相对于地物目标的方位而定,如建筑物有时会向街道方向倾斜,有时会遮挡其他地物目标，并压盖或遮挡其他地物，严重影响了影像图的准确判读。随着城市建设的快速发展和高分辨率多角度影像的日益普及，传统的数字正射影像图已不能满足城市发展的需要，真正射影像图随之而生。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种真正射影像生成方法和装置，具体如下。

一方面，本申请较佳实施例一种真正射影像生成方法，应用于像素工厂中的影像生成服务器，所述方法包括：

获取航测原始影像数据；

基于所述航测原始影像数据生成DSM数据，并检测所述DSM数据中是否存在噪点；

若存在噪点，则根据该噪点对应的噪点消除策略消除所述DSM数据中的噪点，并基于消除噪点后的DSM数据生成真正射影像数据。

在本申请实施例的选择中，检测所述DSM数据中是否存在噪点的步骤，包括：

判断所述DSM数据中的各数据点中是否存在未落入预设范围内的数据点，若存在未落入所述预设范围内的数据点，则将该未落入所述预设范围内的数据点作为所述噪点。

在本申请实施例的选择中，所述方法还包括：

分别将预设影像数据和所述真正射影像数据与预设值进行比对，根据比对结果判断所述真正射影像数据的精度是否大于所述预设影像数据的精度；

若所述真正射影像数据的精度大于所述预设影像数据的精度，则将所述真正射影像数据与所述航测原始影像数据进行对应保存。

在本申请实施例的选择中，所述预设值为预设平面位置值，将所述预设影像数据和所述真正射影像数据分别与预设值进行比对的步骤，包括：

分别将所述预设影像数据中包含的平面位置信息和所述真正射影像数据中的平面位置信息与所述预设平面位置值进行比对。

在本申请实施例的选择中，所述方法还包括：

基于所述消除噪点后的DSM数据，采集该DSM数据中的断裂线信息；

根据所述断裂线信息和所述DSM数据生成DEM数据，并将该DEM数据与所述航测原始影像数据进行对应保存。

在本申请实施例的选择中，在基于所述航测原始影像数据生成DSM数据的步骤之前，所述方法还包括：

对所述航测原始影像数据进行去畸变处理。

另一方面，本申请实施例还提供一种真正射影像生成装置，应用于像素工厂中的影像生成服务器，所述装置包括：

数据获取模块，用于获取航测原始影像数据；

噪点检测模块，用于基于所述航测原始影像数据生成DSM数据，并检测所述DSM数据中是否存在噪点；

噪点消除模块，用于在存在噪点时，根据该噪点对应的噪点消除策略消除所述DSM数据中的噪点，并基于消除噪点后的DSM数据生成真正射影像数据。

在本申请实施例的选择中，所述噪点检测模块还用于检测所述DSM数据中的各数据点中是否存在未落入预设范围内的数据点，若存在未落入所述预设范围内的数据点，则将该未落入所述预设范围内的数据点作为所述噪点。

在本申请实施例的选择中，所述装置还包括：

数据比对模块，用于分别将预设影像数据和所述真正射影像数据与预设值进行比对，根据比对结果判断所述真正射影像数据的精度是否大于所述预设影像数据的精度；

精度判断模块，用于在所述真正射影像数据的精度大于所述预设影像数据的精度，则将所述真正射影像数据与所述航测原始影像数据进行对应保存。

在本申请实施例的选择中，所述预设值为预设平面位置值，所述数据比对模块还用于将所述预设影像数据中包含的平面位置信息和所述真正射影像数据中的平面位置信息分别与所述预设平面位置值进行比对。

在本申请实施例提供的真正射影像生成方法和装置中，通过对基于像素工厂生成的真正射影像进行影像优化，能够大幅提高真正射影像的影像生成精度以及影像生成效率，减少人工参与量，降低影像生产成本。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为应用本申请实施例提供的真正射影像生成方法和装置的影像生成服务器的方框结构示意图。

图2为本申请实施例提供的真正射影像生成方法的流程示意图。

图3为本申请实施例提供的真正射影像生成方法的另一流程示意图。

图4为本申请实施例提供的真正射影像生成方法的又一流程示意图。

图5为本申请实施例提供的真正射影像生成装置的方框结构示意图。

图标：10-影像生成服务器；100-真正射影像生成装置；110-数据获取模块；120-噪点检测模块；130-噪点消除模块；140-数据比对模块；150-精度判断模块；200-处理器；300-系统总线；400-机器可读存储介质。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

经研究，在一些实施方式中，目前，生成真正射影像(TDOM，True DigitalOrthophoto Map)的方法大概包括下述几种：

1.使用倾斜影像并通过在ContextCapture软件(三维实景建模软件)上生成测区的三维立体模型，继而得到真正射影像作为附属产品。其中，采用倾斜影像这一方法在生成真正射影像时，获取数据的周期较长，数据量较大且后期处理模型将花费大量时间。

2.使用传统航摄+Lidar(Lidar-Light Detection And Ranging，激光探测与测量)对整个测区进行航空摄影，再用Lidar飞行测区获取DSM(Digital Surface Model，数字表面模型)数据，用编辑后的Lidar数据对航摄的空三成果进行数字微分纠正进而得到真正射影像。其中，在此方法中，需要昂贵的Lidar设备甚至有可能进行二次飞行。正是由于目前生产DSM的方案较少且都存在缺陷，因此导致TDOM(True Digital Orthophoto Map,真正射影像)产品的价格一直居高不下，据统计在相同面积下，单纯生产TDOM的价格是生产DOM价格的近20倍。

3.航摄时飞大重叠，使用PF(Pixel Factory，像素工厂)直接制作真正射影像。其中，在此方法中，虽然能够实现真正射影像的大批量、规模化生产，但是生成的真正射影像的影像精度差。

基于上述的三种真正射影像的生成方法中存在的问题，本申请实施例提供一种真正射影像生成方法和装置，其中，有效结合像素工厂高效高精度且质量可控的优势，能够有效提高真正射影像图的生成精度。下面将结合附图对本申请实施例中给出的技术方案进行介绍。

如图1所示，为应用本申请实施例提供的真正射影像生成方法的影像生成服务器10的方框结构示意图，该影像生成服务器10可以是但不限于电脑、移动上网设备等具有处理功能的电子设备等，以实现对影像数据的接收、处理等。实际实施时，所述影像生成服务器10可包括如图1所示的处理器200及机器可读存储介质400，所述处理器200与所述机器可读存储介质400之间可经由系统总线300通信，其中，所述机器可读存储介质400中可存储有机器可执行指令，并通过执行机器可读存储介质400中与数据处理逻辑对应的机器可执行指令，处理器200可执行本申请实施例给出的真正射影像生成方法。

可选地，所述机器可读存储介质400可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质400可以是：RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。可以理解的是，图1所示的结构仅为示意，所述影像生成服务器10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置，图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

另外需要说明的是，在本申请实施例中，所述影像生成服务器10还能够与多台节点机、工作站等连接以构成像素工厂，即系统，进行真正射影像的生成，其中，所述节点机可以是终端设备，所述工作站可以是具有综合信息处理能力的服务站等。本申请采用由影像生成服务器10构成的像素工厂能够批量地生成高质量的真正射影像，以实现真正射影像的商业化和大规模生产，同时还可实现针对真正射影像的一系列解决方案，例如大气纠正、物理纠正、匀色、自动拼接等，本申请实施例在此不做限制。

进一步地，请结合参阅图2，为本申请实施例提供的真正射影像生成方法的流程示意图，所应说明的是，本申请中所述的真正射影像生成方法并不以图2以及以下所述的具体顺序为限制。应当理解，本申请所述的真正射影像生成方法中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。

步骤S11，获取航测原始影像数据。

其中，所述航测原始影像数据可以是但不限于由无人机、非量测相机等针对测区获取的多个大重叠影像数据。

步骤S12，基于所述航测原始影像数据生成DSM数据，并检测所述DSM数据中是否存在噪点，若存在，则执行步骤S13，反之，则基于所述DSM数据生成真正射影像；

步骤S13，根据该噪点对应的噪点消除策略消除所述DSM数据中的噪点，并基于消除噪点后的DSM数据生成真正射影像数据。

由于在生成真正射影像的过程中，能否获取精度较高的真正射影像的关键性因素是DSM数据的质量，如基于所述航测原始影像数据生成的DSM数据是否纯净，因此，在本申请实施例给出的上述步骤S11-步骤S13中所述的真正射影像生成方法中，通过消除DSM数据中是否存在噪点的方式提高DSM数据的质量，以确保生成的真正射影像的精度。

需要说明的是，所述噪点是指获取的DSM数据中存在的可能浮在半空中、沉在地底下的异常数据点，或者如图3所示的由于测区内包含诸多高层建筑，而建筑物下部存在阴影及投影差导致倒向遮挡等，本实施例在此不做限制。

作为一种实施方式，步骤S12中所述的检测所述DSM数据中是否存在噪点的步骤可以包括：判断所述DSM数据中的各数据点中是否存在未落入预设范围内的数据点，若存在未落入所述预设范围内的数据点，则将该未落入所述预设范围内的数据点作为所述噪点。其中，所述预设范围可根据实际需求进行灵活设定，本实施例在此不做限制。

另外，针对不同的噪点所采用的噪点消除策略有所不同，例如，当所述噪点为浮在半空中的噪点时，可通过直接删除该噪点的方式消除所述噪点。此外，对于一般类型的噪点，还可采用滤波、平滑处理等方式去除噪点。

根据实际需求，为了进一步地确保生成的真正射影像的精度，如图3所示，在本申请实施例中，所述真正射影像生成方法还可以包括下述步骤S14-步骤S15，具体如下。

步骤S14，分别将预设影像数据和所述真正射影像数据与预设值进行比对，根据比对结果判断所述真正射影像数据的精度是否大于所述预设影像数据的精度；若所述真正射影像数据的精度大于所述预设影像数据的精度，则执行步骤S15，反之，则执行将所述预设影像数据与所述航测原始影像数据进行对应保存。

步骤S15，将所述真正射影像数据与所述航测原始影像数据进行对应保存。

上述步骤S14-步骤S15中所述的预设值可根据实际需求进行设定，例如，在本申请实施例中，所述预设值可以为野外实测得到的预设水平面位置值，那么，将所述预设影像数据和所述真正射影像数据分别与预设值进行比对的步骤，包括：将所述预设影像数据中包含的平面位置信息和所述真正射影像数据中的平面位置信息分别与所述预设平面位置值进行比对。另外可以理解的是，所述预设影像数据为采用现有的真正射影像生成方法生成的真正射影像。如，直接基于航测原始影像数据并结合人工干预的方式生成的真正射影像等，本实施例在此不做限制。

进一步地，如图4所示，在本申请实施例中，所述真正射影像生成方法还可以包括下述步骤S19-步骤S20，具体如下。

步骤S19，基于所述消除噪点后的DSM数据，采集该DSM数据中的断裂线信息；

步骤S20，根据所述断裂线信息和所述DSM数据生成DEM数据，并将该DEM数据与所述航测原始影像数据进行对应保存。

本实施例中，所述断裂线信息的采集标准可根据实际需求进行灵活设定。如在本申请实施例中，以地平线为基准，采集将所述DSM数据中原本位于如房顶、山上、树上等上的点等同于地平线上时的点信息。

实际实施时，为了进一步提高所述真正射影像的精度，本申请实施例中，在基于所述航测原始影像数据生成DSM数据的步骤之前，所述方法还可包括：对所述航测原始影像数据进行去畸变处理。在进行去畸变处理时，可直接调用航天远景自带的去畸变工具实现，也可以调用Pix4D或PhotoScan经过自动平差输出去畸变影像，也可直接使用像素工厂通过自检校去畸变，以保证后期相对定向成果的正确，模型没有视差，进而保证采集精度。此外，在完成去畸变之后，还可对去畸变之后的数据进行空三加密，如可使用加密软件如ssk或inpho导入加密成果到像素工厂中或直接使用像素工厂进行加密。

进一步地，在本申请实施例中，基于所述真正射影像生成方法生成的真正射影像可以以RGB格式输出，且整个测区为一个大块，因此需对输出的真正射影像进行分幅并输出。

在上述给出真正射影像生成方法具有极高的影像生成效率和影像精度，且能大幅节约影像生成成本。此外，本申请还可具有如下优点：

(1)本申请能够避免使用三维模型生成真正射的数据量冗余和后期处理周期较长的缺陷。

(2)本申请避免了使用Lidar获取DSM(数字表面模型)数据所需要的设备和二次飞行的问题，且仅需要在航飞时增大旁向重叠度至80％以上进行航测原始影像数据，就可获得较高的影像精度。

(3)本申请与倾斜摄影对比，可节省90％的航摄工作量，对于使用Lidar获取DSM则可节省约83％的成本。

进一步地，如图5所示，本申请实施例还提供一种真正射影像生成装置100，该真正射影像生成装置100包括至少一个可以软件形式存储于机器可读存储介质400中的功能模块。从功能上划分，所述真正射影像生成装置100包括数据获取模块110、噪点检测模块120、噪点消除模块130、数据比对模块140和精度判断模块150。

所述数据获取模块110，用于获取航测原始影像数据；本实施例中，关于所述数据获取模块110的描述具体可参考上述步骤S11的详细描述，也即，所述步骤S11可以由数据获取模块110执行，因而在此不作更多说明。

所述噪点检测模块120，用于基于所述航测原始影像数据生成DSM数据，并检测所述DSM数据中是否存在噪点；本实施例中，关于所述噪点检测模块120的描述具体可参考上述步骤S12的详细描述，也即，所述步骤S12可以由噪点检测模块120执行，因而在此不作更多说明。

所述噪点消除模块130，用于在存在噪点时，根据该噪点对应的噪点消除策略消除所述DSM数据中的噪点，并基于消除噪点后的DSM数据生成真正射影像数据。本实施例中，关于所述噪点消除模块130的描述具体可参考上述步骤S13的详细描述，也即，所述步骤S13可以由噪点消除模块130执行，因而在此不作更多说明。

所述数据比对模块140，用于将预设影像数据和所述真正射影像数据分别与预设值进行比对，根据比对结果判断所述真正射影像数据的精度是否大于所述预设影像数据的精度；本实施例中，关于所述数据比对模块140的描述具体可参考上述步骤S14的详细描述，也即，所述步骤S14可以由数据比对模块140执行，因而在此不作更多说明。

所述精度判断模块150，用于在所述真正射影像数据的精度大于所述预设影像数据的精度时，将所述真正射影像数据与所述航测原始影像数据进行对应保存。本实施例中，关于所述精度判断模块150的描述具体可参考上述步骤S15的详细描述，也即，所述步骤S15可以由所述精度判断模块150执行，因而在此不作更多说明。

综上所述，在本申请实施例提供的真正射影像生成方法和装置中，通过对基于像素工厂生成的真正射影像进行影像优化，能够大幅提高真正射影像的影像生成精度以及影像生成效率，减少人工参与量，降低影像生产成本。

在本申请实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。