要理解倾斜影像的分辨率与矢量数据比例尺之间的关系,我们首先得明白:
地理空间数据最基本的两种数据格式就是矢量和栅格,以及无人机航摄时航高与地面分辨率的关系
。当然,你说这些我都还不太清楚,那么你应该先熟悉了解
。
01| 航高与地面分辨率的关系
据《低空数字航空摄影规范》,相对航高的计算公式如下:
H=f×GSD/a
式中,H为相对航高,f为摄影镜头的焦距,GSD为影像的地面分辨率,a为像元尺寸的大小。
那么假设(可能不合理)一个相机像素为2000万,焦距为20mm,感光元件尺寸大小为6mm×4mm,分辨率为4000×3000,如果要求地面分辨率达到20cm,航高最高能到多少。
首先计算象元尺寸a:可以通过6mm/4000或4mm/3000得到为。
然后带入公式反算航高即可。
02| 什么是栅格数据和矢量数据?
我们经常看到的
影像图、DOM、航片卫片这些都是栅格数据
。它是以二维矩阵的形式来表示空间地物或现象分布.每个矩阵单位称为一个栅格单元(cell)。因此栅格数据有
属性明显,定位隐含
的特点。
而矢量数据呢?最常见的就是
数据线画图、DLG
是利用点,线,面的形式来表达现实世界,具有
定位明显,属性隐含
的特点。
对于
矢量数据,我们通常用比例尺来描述其精度
,对于
影像图及模型,我们通常用分辨率来描述其精度
。
03| 如何描述栅格数据和矢量数据的精度?
矢量数据用比例尺来描述其精度:
要讲矢量数据比例尺之前,我们要先了解一下比例尺精度的概念:
通常人眼能分辨的两点间的最小距离是
,因此,把地形图上所能代表的实地水平距离称为
比例尺精度
,
1:500DLG的比例尺精度就为*500=
。
那么再来看一下1:500DLG数字线划图的成图规范:
上图为 ?:500-1:1000-1:2000《基础地理信息数字成果数字线划图(DLG)》的规范要求,我们可以看出
1:500DLG的平面精度≤±,高程精度≤±
。
因为对于各种比例尺的DLG都有着
明确的精度规范要求
,因此我们
通常就用比例尺来描述矢量数据的精度
。
栅格数据一般用分辨率来描述其精度:
我们先了解一下概念:以下
地图分辨率(Resolution),也称地面分辨率或空间分辨率,表示屏幕上一个像素(pixel)所代表的实际地面距离(米)
。
形象地讲:在arcgis中打开30m分辨率的DOM栅格数据,不断就会呈现马赛克的画面,放至最大,就会呈现一个个的小方格子,这个小方格子就是像元,测量其值,每个像元代表30m*30m的地物,这就是分辨率。
那我们的
倾斜摄影模型呢,也通常就用分辨率来描述其精度
:
我们把数据不断放大,直至看到由多个像元组成的马赛克,然后测量其值,每个像元所代表的实际地物为3cm*3cm那么我们就说倾斜影像模型的数据精度为5cm。:
那么讲倾斜摄影模型精度也就是分辨率,为什么要跟比例尺扯在一起?
原因就在于,好多甲方单位想要做倾斜摄影实景建模,想和已有数据做结合,对外提需求就是,能否做到1:500的精度?我们现在有很多1:500的DOM/DLG,能否做到完美结合?如果只是单纯做实景建模的同学可能一听就懵逼了,你直接告诉我需要几厘米的模型精度不就完了吗?所以我们接下来就看下分辨率和比例尺之间的关系。
04| 比例尺和分辨率之间的换算关系
简单粗暴地先上几个公式:
1英寸(in)=96像素(piexl)
1英寸(in)==96像素
那么?
1像素=96=*10^(-4) m
我们都知道:电子产品是以英寸为长度计量单位,数据图像的像素显示也不例外,看到上面几个式子我们已经知道了1像素有多少米。那么就可以得到:
比例尺=图上距离/实际距离=1 : [ 分辨率 /*10^(-4)]
,也就是他们之间大致的换算关系。
对于5cm分辨率的倾斜影像,我们很容易可以算出他的大致比例尺为1:180,也就是说他可以满足1:200大比例尺地形图的要求,以其衍生产品DSM可以得到1:200大比例尺的数字线画图。
05| 倾斜影像的模型精度
我们在这里讲的
模型精度即为倾斜影像数据的测量值与真实值之间的差值
:
检测实景三维模型的精度要利用GPSRTK在测区外业实地测量若干个特征点,并记录WGS84坐标、椭球高及需要拍摄的每个点对应的实地位置。将从实景三维模型中提取每个检查点对应位置的
模型坐标与检查点的测量坐标作对比进行精度评估
。这是严格计算倾斜影像模型精度的方法。
按照上述方法来评定倾斜影像的模型精度:
倾斜摄影的模型高程精度一般是地面分辨率(GSD)的三倍
,如果生成的正射影像的分辨率是5cm,那模型的高程精度基本就是15cm,最大限差为2倍中误差即30cm。
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