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专利号: 2024102569190
申请人: 贵州省第一测绘院(贵州省北斗导航位置服务中心)
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-10-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于高分辨率遥感图像和地形数据的国土测绘方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,获取待测绘国土的高分辨率遥感图像和地形数据;

步骤2,将遥感图像和地形数据转换为平面坐标系;

步骤3,根据待测绘国土的边界线,选取边界控制点,作为测量控制点;利用北斗卫星定位系统,测量边界点的平面坐标和高程,记录测量数据;根据测量数据,绘制待测绘国土的轮廓线,并通过拟合计算处理边界线的曲率和平滑度;

步骤4,根据国土的轮廓线选择网格类型和大小并划分网格单元,计算每个网格单元的面积,通过累加得到国土的总面积;

步骤5,根据待测绘国土的总面积和地形的复杂程度,确定等高距的大小,即相邻两条等高线之间的高度差;将待测绘国土的地形数据导入ArcGIS软件,利用反距离权重法对数据进行插值,生成待测绘国土的三维模型;根据设定的等高距,对待测绘国土的三维模型进行等高线的提取,得到待测绘国土的等高线图并输出;

步骤6,采用等积地图投影保持每个网格单元的面积比例不变以更准确地反映国土的面积分布;根据国土的等高线图和遥感图像,绘制国土的三维立体图,并添加辅助标注来提示距离和面积的畸变情况;

选取边界控制点包括以下步骤:将待测绘国土的轮廓线划分为若干个网格单元,然后将每个网格单元的四个顶点作为边界控制点,如果网格单元的顶点不在轮廓线上,则在轮廓线上找到最近的点作为边界控制点;

选取边界控制点的具体公式为:

x

y

其中,(x

2.根据权利要求1所述的一种基于高分辨率遥感图像和地形数据的国土测绘方法,其特征在于,步骤1包括以下步骤:根据待测绘国土的位置和范围,获取高分辨率的遥感图像并对遥感图像进行预处理,包括辐射校正、几何校正、大气校正和图像增强;

根据待测绘国土的地形特征,获取高精度的地形数据并对地形数据进行预处理,包括数据格式转换、数据插值、数据平滑和数据裁剪。

3.根据权利要求1所述的一种基于高分辨率遥感图像和地形数据的国土测绘方法,其特征在于,步骤2包括以下步骤:利用兰勃特等角圆锥投影的投影方程,将遥感图像和地形数据的地理坐标转换为平面坐标,并进行投影变换;

根据平面坐标,绘制地图的网格线、比例尺、指北针以及其他辅助元素,完成地图的投影转换。

4.根据权利要求3所述的一种基于高分辨率遥感图像和地形数据的国土测绘方法,其特征在于,兰勃特等角圆锥投影的投影方程为:ẋ=ρ和ρ

F和n的计算公式为:n=ln(m

m

5.根据权利要求1所述的一种基于高分辨率遥感图像和地形数据的国土测绘方法,其特征在于,计算处理边界线曲率和平滑度的过程包括以下步骤:将测量数据导入到OpenCV软件中;

利用轮廓检测函数cv2.findContours()对图像进行轮廓提取,得到输入轮廓;

利用轮廓绘制函数cv2.drawContours()将轮廓绘制出来;

利用轮廓近似函数cv2.approxPolyDP()对轮廓进行拟合,得到近似的轮廓;

利用边界矩形函数cv2.boundingRect()计算轮廓的垂直边界矩形,得到矩形的位置与大小;

利用边界圆形函数cv2.minEnclosingCircle()计算轮廓的最小包围圆形,得到圆形的中心与半径;

利用曲率计算函数cv2.arcLength()计算轮廓的周长,得到轮廓的曲率;

利用平滑度计算函数cv2.contourArea()计算轮廓的面积,得到轮廓的平滑度。

6.根据权利要求1所述的一种基于高分辨率遥感图像和地形数据的国土测绘方法,其特征在于,步骤4包括以下步骤:根据网格类型和尺寸,将待测绘国土的轮廓线划分为若干个网格单元,并为每个网格单元设置一个唯一的编号;

计算网格单元的面积,用S

对每个网格单元,根据其与待测绘国土的轮廓线的交点,计算其属于待测绘国土的部分的面积,用A将所有网格单元的国土面积相加,得到待测绘国土面积的总和,即为待测绘国土的面积,用A表示,其计算公式为:A=A

7.根据权利要求6所述的一种基于高分辨率遥感图像和地形数据的国土测绘方法,其特征在于,当网格单元与轮廓线的交点为2个时,f(S

8.根据权利要求1所述的一种基于高分辨率遥感图像和地形数据的国土测绘方法,其特征在于,等高距的计算公式:h=(A/R)×1000,其中,A为待测绘国土面积的总和,R为待测绘国土地形的最大高度差;

对待测绘国土的三维模型进行等高线提取的公式为:C={(x,y,z)∣z=h×m+b},其中,C是等高线的集合,x和y是水平方向上的坐标,z是垂直方向上的坐标,h是等高距,m是等高线的序号,b是基准高程值。

9.根据权利要求8所述的一种基于高分辨率遥感图像和地形数据的国土测绘方法,其特征在于,利用反距离权重法对数据进行插值时,网格单元的高程Z计算公式为:Z=(W

10.根据权利要求1所述的一种基于高分辨率遥感图像和地形数据的国土测绘方法,其特征在于,步骤6包括以下步骤:根据待测绘国土的位置和形状确定投影参数,使得每个网格单元在地图上的面积与实际面积成正比;

将待测绘国土的轮廓线数据和高程数据导入ArcGIS软件,设置坐标系和投影方式,生成等积地图;

将待测绘国土的等高线图和遥感图像导入SketchUp软件,并设置纹理和光照,生成国土的三维立体图;

将待测绘国土的地理特征和地图的比例尺导入Adobe Illustrator软件,并添加提示距离和面积畸变情况的标注。

11.根据权利要求10所述的一种基于高分辨率遥感图像和地形数据的国土测绘方法,其特征在于,投影参数包括中央经线、中央纬线、标准纬线、比例因子和偏移量,用于控制地图的方向、位置、形状和大小;投影方式包括正投影、斜投影、斜轴投影和斜面投影,用于控制地图的视角和视域。