森林樣地手機全景正直攝影裝置及測樹方法
【專利說明】森林樣地手機全景正直攝影裝置及測樹方法 -、技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種森林樣地調(diào)查裝置及其測樹方法，特別是一種森林樣地手機全景 正直攝影裝置及其測樹方法。 二、技術(shù)背景
[0002] 到目前為止，攝影測量已應(yīng)用于森林樣地測量，目前攝影測樹方法主要采用單片 靜態(tài)測量，而在實際林業(yè)測量過程中，單片靜態(tài)攝影測量存在著很多麻煩與不便：
[0003] ①單片攝影測量僅僅是針對單株立木測量來說的，而對整片樣地卻是不實用的。
[0004] ②單片攝影測量要對成片的樣地進(jìn)行測量，需要將單片合成起來，且單片之間需 要有較好的重疊度，該樣就增加了勞動強度，降低了勞動效率。
[0005] ③單片攝影測量的影像存儲需要較大的內(nèi)存，對后期資料存檔產(chǎn)生一定的要求和 麻煩。
[0006] ④單純?nèi)斯y量，難W保證測量所需的轉(zhuǎn)速，造成測量結(jié)果不準(zhǔn)確，且降低了效 率。
[0007] 因此，在森林樣地測量過程中采用單片靜態(tài)測量會不可避免地帶來很多麻煩與不 便。 H、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了克服目前森林樣地測量中單片攝影測量在實際操作過程中存在的麻煩與不 便，本發(fā)明的目的是提供一種森林樣地的攝影測樹方法，特別是手機全景正直攝影測樹裝 置及其自動測樹方法，降低了勞動強度，提高了勞動效率。
[0009] 本發(fā)明的目的與原理具體如下：
[0010] 1、一種森林樣地手機全景正直攝影裝置，其特征是：在豎直桿上裝置有固定手機 的兩張巧片，兩張巧片之間的距離為B，其中，豎直桿下部安裝有自動旋轉(zhuǎn)底盤，通過剛性連 接與豎直桿相連接，底盤上裝置有水平氣泡和安平腳螺旋。
[0011] 2、一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的森林樣地手機全景正直攝影裝置的測樹方法，其特 征是：首先，將森林樣地手機全景正直攝影裝置安置在待測樣地中，固定自動旋轉(zhuǎn)底盤，確 定待測原點的物方坐標(biāo)狂。，Y"，Z。)，并調(diào)節(jié)安平腳螺旋，保持裝置水平；其次，將檢校過的兩 部手機分別安置在森林樣地手機全景正直攝影測樹裝置中豎直桿的巧片上；然后，開啟兩 手機的全景攝影模式，從正北方向開始，利用自動旋轉(zhuǎn)底盤旋轉(zhuǎn)360度，獲取待測樣地的全 景立體像對；最后，利用數(shù)學(xué)模型①D = ，獲取待測樣地立木胸徑值，其中，D為立木胸 Av 徑，B為兩手機鏡頭的基線距離，A V為立體像對同名點的視差，d為立木實際胸徑值在圖 像上的大??；利用數(shù)學(xué)模型②H = ^A，獲取待測樣地立木樹高值，其中，H為立木樹高，B為 Av 兩手機鏡頭的基線距離，A V為立體像對同名點的視差，h為立木實際樹高值在圖像上的大 ??；利用任意一點的坐標(biāo)方位角公式邱《、平距S=|；M，W及攝影測量內(nèi)外方位元素 之間的關(guān)系，可求得待測樣地立木物方坐標(biāo)
【主權(quán)項】
1. 一種森林樣地手機全景正直攝影裝置，其特征是：在堅直桿（1)上裝置有固定手機 (2、4)的兩張托片（3、5)，兩張托片之間的距離為B，其中，堅直桿下部安裝有自動旋轉(zhuǎn)底盤 (8)，通過剛性連接與堅直桿相連接，底盤上裝置有水平氣泡（7)和安平腳螺旋（9)。
2. -種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的森林樣地手機全景正直攝影裝置的測樹方法，其特征 是：首先，將森林樣地手機全景正直攝影裝置安置在待測樣地中，固定自動旋轉(zhuǎn)底盤，確定 待測原點的物方坐標(biāo)（\，I，&)，并調(diào)節(jié)安平腳螺旋，保持裝置水平；其次，將檢校過的兩 部手機分別安置在森林樣地手機全景正直攝影測樹裝置中堅直桿的托片上；然后，開啟兩 手機的全景攝影模式，從正北方向開始，利用自動旋轉(zhuǎn)底盤旋轉(zhuǎn)360度，獲取待測樣地的全 景立體像對；最后，利用數(shù)學(xué)模型(D
，獲取待測樣地立木胸徑值，其中，D為立木胸 徑，B為兩手機鏡頭的基線距離，Av為立體像對同名點的視差，d為立木實際胸徑值在圖 像上的大??；利用數(shù)學(xué)模型②
，獲取待測樣地立木樹高值，其中，H為立木樹高，B 為兩手機鏡頭的基線距離，Av為立體像對同名點的視差，h為立木實際樹高值在圖像上的 大??；利用任意一點的坐標(biāo)方位角公式
以及攝影測量內(nèi)外方位元 素之間的關(guān)系，可求得待測樣地立木物方坐標(biāo)
，其中，ai為任意一點的坐標(biāo)方 位角，n為全景圖像上360度像素總長度，叫為圖像上任意一點到起始拍攝點的像素長度， S為待測原點到任意一點的平距，B為兩手機鏡頭的基線距離，Av為立體像對同名點的視 差，（X，Y，Z)為任意立木的物方坐標(biāo)，（u，v)為特征點在圖像中的坐標(biāo)值，f為手機相機的 焦距，由待測原點的物方坐標(biāo)（XyYyZJ以及任意兩立木物方坐標(biāo)值可確定樣地立木之間 的相對位置關(guān)系。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種森林樣地手機全景正直攝影裝置及其測樹方法。該裝置是由一根帶有兩張托片的豎直桿、一個自動旋轉(zhuǎn)的底盤和兩部檢校過的手機組合而成的。它需要將兩部檢校好的手機分別固定在豎直桿的兩張托片上，在水平氣泡的輔助下，調(diào)節(jié)底盤的腳螺旋使裝置保持水平，然后開啟手機全景攝影模式，自動旋轉(zhuǎn)一周，得到森林樣地的全景立體像對，最后利用攝影測量像方物方的轉(zhuǎn)換關(guān)系，獲取樣地立木坐標(biāo)值，并可確定立木之間的相對位置關(guān)系，另外，根據(jù)像方物方的轉(zhuǎn)換關(guān)系可求得樣地林木的胸徑和樹高值。該方法將手機全景攝影應(yīng)用于樣地測樹，很好地節(jié)省了外業(yè)觀測時間，提高了工作效率，降低了勞動強度，且有利于外業(yè)調(diào)查情況的永久存檔。
【IPC分類】H04N13-00, H04N13-02, G01C11-00
【公開號】CN104567816
【申請?zhí)枴緾N201410835177
【發(fā)明人】馮仲科, 劉金成, 于東海
【申請人】北京林業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月25日