基于影像点云的地理信息按需采集方法

摘要

本发明公开了一种基于影像点云的地理信息按需采集方法。该方法根据多视摄影测量原理，先将输入的二维影像转换成具有照片级可视化效果、便于认知与交互操作的“所见即所得”的真三维数字化影像点云，然后在影像点云上根据需要进行数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）、数字线划图（DLG）等专业应用所需基础地理信息，或者空间位置、几何尺寸等其它大众应用所需地理信息的自动/半自动采集，这样可摆脱现有地理信息采集方法对专业软、硬件数据采集系统和专业技术人员的依赖，真正实现大众化、网络化的地理信息按需采集，解决现有地理信息采集方法的现势性较差和完整性不足的缺陷，促进新一代的地理信息按需采集与服务模式的发展。

主权项

基于影像点云的地理信息按需采集方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，输入地理场景的序列航空或航天摄影影像，及其对应的定向参数文件，基于多视摄影测量原理，生成表达实际地理场景的真三维数字化影像点云；具体过程为：(1)输入地理场景的序列航空或航天摄影影像，及其对应的定向参数文件；(2)利用多视影像逐像素匹配和多像光束法平差，将多幅影像的重叠区域内的所有平面像素转换成具有三维坐标和RGB颜色的彩色点，再按照一定的数据组织结构，得到多像重叠区域地理场景的真三维数字化影像点云；(3)将不同位置的基于多视影像生成的影像点云进行融合、去冗余处理，得到覆盖整个测区的完整影像点云；步骤二，按照行业规范，基于影像点云进行数字高程模型和数字正射影像的自动生成，以及进行数字线划图的半自动采集；具体过程为：(1)对影像点云的平面坐标范围进行m×m的规则格网划分，将一幅完整的影像点云均匀分割成m²个分块影像点云Part_jk，j∈[1,m],k∈[1,m]，并定义一个m×m×4的影像点云多维索引矩阵D，其每一个元素D_jk都是一个一维矩阵，记录了每一小分块影像点云的平面坐标范围：最小X坐标minX_jk、最大X坐标maxX_jk、最小Y坐标minY_jk、最大Y坐标maxY_jk，为后续的地理信息采集提供高效的索引调度；(2)基于影像点云所能提供的地面分辨率和三维坐标信息，按照选定的数字高程模型采样间隔，采用移动曲面拟合内插法自动生成所需的数字高程模型；按照选定的数字正射影像空间分辨率，采用间接法数字纠正方式，从输入的原始影像中自动生成所需的数字正射影像；(3)基于影像点云提供的三维坐标和RGB颜色信息，按照行业规范规定的要求，采用人机交互的操作方式在影像点云上进行指定比例尺数字线划图的半自动采集；步骤三，按照个人需求，基于影像点云进行大众化地理信息的按需人机交互采集；具体过程为：(1)采用人机交互的操作方式，对影像点云进行任意旋转、平移、放大、缩小的操作，以使其处于最有利的观测视点，达到最佳的场景浏览效果，从而在影像点云上移动鼠标来拾取任意所感兴趣地物点的三维空间坐标，实现“所见即所得”的信息采集；(2)基于影像点云上拾取的任意点的三维坐标，进行不同地物点间的距离、面积、体积的几何信息量测，或者，绘制自己所需要的任意比例尺的数字线划图，或者，在影像点云上用鼠标绘制一个空间包围盒，把所选目标的三维模型按一定的格式进行输出。