一种土石方量测量方法、装置、设备及计算机可读介质

摘要

本发明涉及一种土石方量测量方法、装置、设备及计算机可读介质，所述方法包括以下步骤：获取所需测量土石方的位置；根据所需测量土石方的位置确定航线与控制点的布设；根据确定的航线与控制点的布设进行航空摄影；通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片将被载入到机器中，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便于土石方量计算。本发明可以利用无人机测绘技术，有效地提高土石方量的测量效率及精度，而且对土石方工程进行有效的管理。

说明书

技术领域

本发明涉及土石方量测量技术领域，尤其涉及一种土石方量测量方法、装置、设备及计算机可读介质。

背景技术

土石方工程是道路、桥梁、水利、建筑、园林、农业和地下等各种工程施工的首项工程，主要包括场地平整、土石方开挖和填筑等主要施工过程。土石方测量与计算是一项很重要的工作，计算结果的准确性关系到双方的利益，在现实中的一些工程项目中，因土石方测量计算的精确性和最优性而产生的纠纷也是比较常见的，如何精确的确定土石方就成了人们日益关注的问题。近年来，随着国家基础建设项目越来越多，工程建设效率越来越高，为了高效准确计算工程量大小及费用，需要一种快速合理的方法，传统的土石方量测量计算方法有水准仪测量法、全站仪测量法和GPS测量法。

但是，传统方法测算土石方量需要多人现场测量，采集数据，且对于测量面积较大、测区可视性较差的区域，不仅测量不方便，而且需要耗费较多人力。传统方法受地形条件限制较大，当测区不规则或测区有一些建筑、树木等影响时，对计算结果的精度影响较大，而利用人工拉线测算土石方量的方法近似将挖填方体积看成是规则的几何图形，由此会造成较大误差。而且在工程往往是量大面广、工期长、投资大，在传统的开挖管理模式下，无法真正依据所设定的方案进行施工。

发明内容

为了现有技术存在的上述技术缺陷，本发明提供一种土石方量测量方法、装置、设备及计算机可读介质，可以利用无人机测绘技术，有效地提高土石方量的测量效率及精度，而且对土石方工程进行有效的管理，可以有效解决背景技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的土石方量测量方法、装置及计算机可读介质的技术方案具体如下：

第一方面，本发明实施例公开了一种土石方量测量方法，所述方法包括以下步骤：

所述方法包括以下步骤：

获取所需测量土石方的位置；

根据所需测量土石方的位置确定航线与控制点的布设；

根据确定的航线与控制点的布设进行航空摄影；

通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片将被载入到机器中，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便于土石方量计算。

其中，获得到的控制点照片分为三类，分别为平面控制点、高程控制点和平高控制点，平面控制点用于测定平面坐标，高程控制点用于测定高程，平高控制点用于测定平面坐标及高程。

在上述任一方案中优选的是，所述航空摄影包括在测控摄影范围、划定的分区和供给的分区均匀基准面高程进行航线，在使用无人机进行航拍获取影像数据前，需要在测区布设一定数量的地面控制点，在制作好地面控制点后，对地面控制点的坐标进行测量。

在上述任一方案中优选的是，所述地面控制点的坐标选取在直角标识的内角作为测量点。

在上述任一方案中优选的是，所述文件数据包括：创建测区文件、定义测区属性、准备相机检校参数以及对影像进行变差改正。

在上述任一方案中优选的是，所述对影像进行变差改正包括：对有把握判准的地物数据，按测图要求直接导入系统，对无把握判准的地物数据，可通过人工进行审核，若人工审核数据确认清晰、无误后，可进行下一步操作。

在上述任一方案中优选的是，根据所拍摄的控制点，选取四个点分别作为基点，根 据采集到的基点生成一个四角网，使整个计算土石方量的地块形成一个由四角网组成的集 合,每个四边形投影到基准面上形成一个四棱柱体, 然后根据公式：

本发明与现有技术相比，上述土石方量测量方法具有以下有益效果：通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片将被载入到机器中，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便于土石方量计算，获得到的控制点照片分为三类，分别为平面控制点、高程控制点和平高控制点，平面控制点用于测定平面坐标，高程控制点用于测定高程，平高控制点用于测定平面坐标及高程，减少了人工投入，传统方法测算土石方量需要多人现场测量，采集数据，且对于测量面积较大、测区可视性较差的区域，不仅测量不方便，而且需要耗费较多人力，而利用无人机测绘技术只需一人即可方便的测量较大的区域，且后期数据处理和计算也更加方便快捷。

在通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片被载入到计算机中后，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便于土石方量计算，可以大大的减少外业工作量，缩短测量周期，降低测量成本；同时采用本发明中的土石方测量系统可以避免人为的干预测量过程而影响最终的测量结果，使得测量结果更客观公正，按照固定时间间隔重复测量获取的多组三维模型相互比较和测量可以计算出这段时间内土石方的工程量，减少纠纷，有利于把控工程进度。

第二方面，一种土石方量测量装置，包括：

获取模块，用于获取所需测量土石方的位置；

布设模块，用于根据所需测量土石方的位置确定航线与控制点的布设；

摄影模块，用于根据确定的航线与控制点的布设进行航空摄影；

生成模块，用于在通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片被传输到计算机中后，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便用于3D 模型建立和土石方量计算。

在上述任一方案中优选的是，所述的土石方量测量装置，还包括：

计算模块，用于根据所拍摄的控制点，选取四个点分别作为基点，根据采集到的基 点生成一个四角网，使整个计算土石方量的地块形成一个由四角网组成的集合,每个四边 形投影到基准面上即形成一个四棱柱体, 然后根据公式：

本发明与现有技术相比，上述土石方量测量装置具有以下有益效果：获取模块获取所需测量土石方的位置；布设模块根据所需测量土石方的位置确定航线与控制点的布设；摄影模块根据确定的航线与控制点的布设进行航空摄影；生成模块在通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片被传输到计算机中后，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便用于3D 模型建立和土石方量计算。减少了人工投入，传统方法测算土石方量需要多人现场测量，采集数据，且对于测量面积较大、测区可视性较差的区域，不仅测量不方便，而且需要耗费较多人力，而利用无人机测绘技术只需一人即可方便的测量较大的区域，且后期数据处理和计算也更加方便快捷。

通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片将被载入到机器中，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便于土石方量计算，可以大大的减少外业工作量，缩短测量周期，降低测量成本；同时采用本发明中的土石方测量系统可以避免人为的干预测量过程而影响最终的测量结果，使得测量结果更客观公正，以一定时间间隔重复测量获取的多组三维模型相互比较和测量可以计算出这段时间内土石方的工程量，减少纠纷，有利于把控工程进度。

第三方面，一种土石方量测量设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如所述土石方量测量方法的步骤。

第四方面，一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现所述的方法。

附图说明

附图用于对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1是按照本发明土石方量测量方法原理图；

图2是按照本发明土石方量测量装置原理图。

图3是按照本发明土石方量测量设备原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图及具体实施方式对本发明技术方案进行详细说明。

实施例：

第一方面，如图1所示，本发明实施例公开了一种土石方量测量方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：获取所需测量土石方的位置；

步骤2：根据所需测量土石方的位置确定航线与控制点的布设；

步骤3：根据确定的航线与控制点的布设进行航空摄影；

步骤4：通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片将被载入到机器中，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便于土石方量计算。

在本发明实施例所述的土石方量测量方法当中，步骤3中，获得到的控制点照片分为三类，分别为平面控制点、高程控制点和平高控制点，平面控制点用于测定平面坐标，高程控制点用于测定高程，平高控制点用于测定平面坐标及高程。

在本发明实施例所述的土石方量测量方法当中，步骤3和步骤4中，所述航空摄影包括在测控摄影范围、划定的分区和供给的分区均匀基准面高程进行航线，在使用无人机进行航拍获取影像数据前，需要在测区布设一定数量的地面控制点，在制作好地面控制点后，对地面控制点的坐标进行测量，所述地面控制点的坐标选取在直角标识的内角作为测量点，所述文件数据包括：创建测区文件、定义测区属性、准备相机检校参数以及对影像进行变差改正。

在本发明实施例所述的土石方量测量方法当中，所述对影像进行变差改正包括：对有把握判准的地物数据，按测图要求直接导入系统，对无把握判准的地物数据，可通过人工进行审核，若人工审核数据确认清晰、无误后，可进行下一步操作。

在本发明实施例所述的土石方量测量方法当中，根据所拍摄的控制点，选取四个 点分别作为基点，根据采集到的基点生成一个四角网，使整个计算土石方量的地块形成一 个由四角网组成的集合,每个四边形投影到基准面上即形成一个四棱柱体, 然后根据公 式：

本发明与现有技术相比，上述土石方量测量方法具有以下有益效果：通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片将被载入到机器中，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便于土石方量计算，获得到的控制点照片分为三类，分别为平面控制点、高程控制点和平高控制点，平面控制点用于测定平面坐标，高程控制点用于测定高程，平高控制点用于测定平面坐标及高程。减少了人工投入，传统方法测算土石方量需要多人现场测量，采集数据，且对于测量面积较大、测区可视性较差的区域，不仅测量不方便，而且需要耗费较多人力，而利用无人机测绘技术只需一人即可方便的测量较大的区域，且后期数据处理和计算也更加方便快捷。

通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片将被载入到机器中，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便于土石方量计算，可以大大的减少外业工作量，缩短测量周期，降低测量成本；同时采用本发明中的土石方测量系统可以避免人为的干预测量过程而影响最终的测量结果，使得测量结果更客观公正，以一定时间间隔重复测量获取的多组三维模型相互比较和测量可以计算出这段时间内土石方的工程量，减少纠纷，有利于把控工程进度。

第二方面，如图2所示，一种土石方量测量装置，包括：

获取模块，用于获取所需测量土石方的位置；

布设模块，用于根据所需测量土石方的位置确定航线与控制点的布设；

摄影模块，用于根据确定的航线与控制点的布设进行航空摄影；

生成模块，用于在通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片被传输到计算机中后，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便用于3D 模型建立和土石方量计算。

在本发明实施例所述的土石方量测量装置当中，所述的土石方量测量装置，还包括：

计算模块，用于根据所拍摄的控制点，选取四个点分别作为基点，根据采集到的基 点生成一个四角网，使整个计算土石方量的地块形成一个由四角网组成的集合,每个四边 形投影到基准面上即形成一个四棱柱体, 然后根据公式：

本发明与现有技术相比，上述土石方量测量装置具有以下有益效果：获取模块获取所需测量土石方的位置；布设模块根据所需测量土石方的位置确定航线与控制点的布设；摄影模块根据确定的航线与控制点的布设进行航空摄影；生成模块在通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片被传输到计算机中后，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便用于3D 模型建立和土石方量计算。减少了人工投入，传统方法测算土石方量需要多人现场测量，采集数据，且对于测量面积较大、测区可视性较差的区域，不仅测量不方便，而且需要耗费较多人力，而利用无人机测绘技术只需一人即可方便的测量较大的区域，且后期数据处理和计算也更加方便快捷。

通过航空摄影定向测控后获得的影像及控制点照片将被载入到机器中，生成后期处理所需格式的文件数据，文件数据将被转换以便于土石方量计算，可以大大的减少外业工作量，缩短测量周期，降低测量成本；同时采用本发明中的土石方测量系统可以避免人为的干预测量过程而影响最终的测量结果，使得测量结果更客观公正，以一定时间间隔重复测量获取的多组三维模型相互比较和测量可以计算出这段时间内土石方的工程量，减少纠纷，有利于把控工程进度。

第三方面，如图3所示，一种土石方量测量设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如所述土石方量测量方法的步骤。

其中，处理器用于控制该测量设备的整体操作，以完成上述的土石方量测量方法中的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据以支持在该测量设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该测量设备上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(StaticRandom Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器或通过通信组件发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口为处理器和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件用于该测量设备与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。

在一示例性实施例中，测量设备可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal ProcessingDevice，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的土石方量测量方法。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的土石方量测量方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器，上述程序指令可由测量设备的处理器执行以完成上述的土石方量测量方法。

相应于上面的方法实施例，本公开实施例还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种土石方量测量方法可相互对应参照。

第四方面，一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的土石方量测量方法的步骤。

该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。