类柱面文物对象正射影像生成方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及摄影测量和激光雷达技术领域，特别设及类柱面文物对象正射影像生 成方法。
【背景技术】
[0002] 数字正射影像具有色彩真实、信息量丰富、精度高、可量测、无投影变形等特点，在 城市、地形=维重建、文化遗产数字化保护等领域占据重要地位。目前，正射影像图按照承 载平台和被摄对象，可W分为基于航天航空摄影、机载LiDAR系统的地面和城市正射影像、 基于车载LiDAR系统、站载LiDAR系统、近景摄影测量系统的对象立面正射影像，由于对象 都是平面或者类平面物体，该些正射影像的基准面都是W平面为主。随着各个领域研究的 不断深入，尤其是文化遗产数字化保护领域，对于柱面或类似柱面对象正射影像的需求越 来越多，比如古建筑有纹理的柱子、石窟的拱券顶、馆藏文物的柱腿等圆柱或类圆柱对象， 该类对象更希望得到基于柱面而非平面基准面的真正射影像，更有利于存档、量测、可视化 等等相关研究。
【发明内容】
[0003] 本发明设计开发了类柱面文物对象正射影像生成方法。其不仅能快速准确的生成 形状为柱形或大致呈柱形的物体的正射影像，而且解决柱形或似柱形点云生成正射影像时 出现的双度重叠、拼接缝隙等一系列问题，生成一幅全柱面、精度高的柱面展开平面化正射 影像。
[0004] 本发明提供的技术方案为：
[0005] 类柱面文物对象正射影像生成方法，包括：
[0006] 步骤一、采集待测对象的点云，拍摄待测对象的外周面不同部分的近景影像，其中 待测对象的形状为圆柱形或大致呈圆柱形；
[0007] 步骤二、将采集的点云进行柱面拟合，得到柱面基准面，对柱面基准面进行格网划 分，通过格网点内插点云，得到柱面规则格网点云；
[000引步骤=、在每幅近景影像上选取多个影像控制点，在柱面规则格网点云上选取出 每个影像控制点的同名点，根据影像控制点的坐标值和影像控制点的同名点的坐标值，得 到每幅近景影像姿态角和每幅近景影像的摄影中屯、点；
[0009] 步骤四、定义位于每幅近景影像上的多个影像控制点的重屯、处的点为重屯、点，确 定每幅近景影像上的多个影像控制点的重屯、点的坐标值，利用姿态角和摄影中屯、，将每幅 近景影像上的重屯、点的坐标系转换为与柱面规则格网点云的坐标系相同的坐标系；依据重 屯、点和摄影中屯、点，确定每幅近景影像在柱面规则格网点云上的对应范围；
[0010] 步骤五、根据近景影像在柱面规则格网点云上的对应范围，确定多幅影像在柱面 规则格网点云中的位置，生成多幅待测对象的局部的正射影像；
[0011] 步骤走、将待测对象的局部的多幅正射影像拼接成一幅待测对象的整体的正射影 像。
[0012] 优选的是，所述的正射影像生成方法中，还包括：
[0013] 步骤六、将部分图像相同的两幅正射影像作为一图像组，提取每组图像组中两幅 正射影像中图像相同的区域，每组图像组中W其中一幅正射影像为标准图，将另一幅正射 影像中与标准图中图像相同的区域中的每个点的颜色信息替换成该点在标准图中同名点 的颜色信息。
[0014] 优选的是，所述的正射影像生成方法中，所述步骤六中包括：
[0015] I、将部分图像相同的两幅正射影像作为一图像组，提取每组图像组中两幅正射影 像中图像相同的区域，每组图像组中W其中一幅正射影像为标准图，利用Harris算法和尺 度不变特征转换算法，确定另一幅正射影像上的每个点在标准图像的上的同名点；
[0016] II、每组图像组中，分别在两幅近景影像的图像相同的区域上构建狄洛巧S角网， 确定每组图像中两幅近景影像上的狄洛巧=角网之间的仿射变换参数；
[0017] III、每个狄洛巧S角网中的每个S角形外接一矩形，W每个S角形的外接矩形为 范围，确定近景影像上位于狄洛巧S角网格中的点；
[001引 IV、每组图像组中，依据仿射变换参数，W标准图为基础，将另一幅中位于狄洛巧 S角网格中的点的颜色信息替换成该点在标准图中的同名点的颜色信息。
[0019] 优选的是，所述的正射影像生成方法中，还包括：
[0020] 步骤八、依据柱面方程，将待测对象的整体的正射影像转换为平面整体正射影像。
[0021] 优选的是，所述的正射影像生成方法中，所述步骤一中，拍摄待测对象的外周面的 不同部分的近景影像，每幅近景影像至少与一幅该待测对象的近景影像有部分图像相同。
[0022] 优选的是，所述的正射影像生成方法中，所述步骤=中包括：
[0023] S1、在每幅近景影像上选取多个影像控制点，在柱面规则格网点云上选取与每个 影像控制点在柱面规则格网点云上的同名点；
[0024] S3、基于罗德里格矩阵和重屯、化的空间相似变换，根据影像控制点的坐标值和影 像控制点的同名点的坐标值，得到每幅近景影像的姿态角和每幅近景影像的摄影中屯、点。
[0025] 优选的是，所述的正射影像生成方法中，所述步骤=中，还包括：
[0026] S2、利用共线方程确定每个影像控制点在柱面规则格网点云上的同名点在近景影 像上的坐标值，将每个影像控制点在柱面规则格网点云上的同名点在近景影像上的坐标值 与该影像控制点的坐标值比对，若该影像控制点与该影像控制点在柱面规则格网点云上的 同名点在近景影像上的位置之间的直线距离小于1mm，则进行S3,若直线距离大于或等于 1mm，则重新选该取影像控制点在柱面规则格网点云上同名点。
[0027] 优选的是，所述的正射影像生成方法中，所述步骤四包括：
[002引 （1)、定义位于每幅近景影像上的多个影像控制点的重屯、处的点为重屯、点，确定每 幅近景影像上的多个影像控制点的重屯、点的坐标值，利用姿态角和摄影中屯、将每幅近景影 像上的重屯、点的坐标系转换为与柱面规则格网点云的坐标系相同的坐标系；
[0029] (2)、查找与每幅近景影像的摄影中屯、点与该幅近景影像坐标转换后的重屯、点确 定的空间直线与柱面规则格网点云的交点距离最近的且位于柱面基准面的表面的多个点， 该多个点中与该幅近景影的像摄影中屯、距离最近的点即为该幅近景影像与柱面基准面的 邻近网格点，确定每幅近景影像与柱面规则格网点云的邻近网格点，利用邻近网格点确定 近景影像在柱面规则格网点云上的对应范围。
[0030] 优选的是，所述的正射影像生成方法中，所述步骤五中，根据近景影像在柱面规则 格网点云上的对应范围，W格网大小为纠正单元，W共线方程为数学模型，应用反解法生成 多幅待测对象的局部的正射影像。
[0031] 本发明公开了一种类柱面文物对象正射影像生成方法。第一、本发明将柱面基准 面按水平垂直方向规则格网划分平面化，利用规则格网特性W及最邻近格网点确定有效 范围，W格网单元作为纠正单元，利用Harris与SIFT相结合提高匹配的精度和数量；第 二、通过本发明方法进行多幅近景影像数据展开生成正射影像，准确找出有效范围，解决 双度重叠，不仅大大