专利名称：基于数字近景摄影测量的石窟数字线划图制作方法
技术领域：
本发明涉及文物数字化领域和近景摄影测量领域。具体为一种基于数字近景摄影测量的石窟数字线划图制作方法。
背景技术：
石窟线划图在考古报告中具有重要作用，要求几何尺寸完全正确。传统方法用网格手工绘制或者普通照相机拍出的图片有变形，费时，变形，效率极低，不利于文档存档和
管理。
发明内容
本发明的目的为了获取完全忠实于石窟的原貌，并具有精确的几何位置关系的数字矢量平立剖图。在这种图中的线条上任何一点的三维坐标都可知，提供一种基于数字近景摄影测量的石窟数字线划图制作方法。它不仅可以给文物保护和重建提供精确可靠的图纸和数据，确保文物档案的忠于历史，而且非常有利于数字文档形式进行存档和管理，从而实现石窟的整体数字化管理。是文物保护必行之路和最科学最先进的管理手段之一。为实现上述目的，本发明的技术方案是
基于数字近景摄影测量的石窟数字线划图制作方法，包括以下步骤
步骤1，野外数据获取包括影像获取和外业控制点坐标测量，影像获取采用经过标定的高分辨率单反数码相机(获取相机方位元素及畸变差)按要求获取一系列保证一定重叠度的影像；外业控制点坐标测量选择特征点作控制点，匀布，以无陵镜全站仪对被摄物测量I点以上的三维坐标作为控制点及联接点。步骤2，影像组织导入影像数据和相机参数数据后，输入航带数，对影像进行航带分组。步骤3 :石窟数字模型建立采用最新数字近景摄影测量软件Lensphoto软件对影像进行后处理，经过空三匹配，自由网光束法平差，加密匹配，生成精确的被摄物数字模型。这个数字模型，不同于一般概念上的数模，它不是内插法获得近似值数模而是精密的影像匹配法获得可靠值数字模型。步骤4 :正射影像生成在步骤3生成的数字模型基础上经过软件精确纠正镶嵌拼接生成被测物的正射影像。它不同于中心投影的影像，不论是中心或边缘，它处处的比例尺都是同样的没有形变。同时由于在相机标定时及影像后处理时两次消除了镜头畸变差，生成的正射影像也是没有镜头畸变差的。步骤5 :数字线划图绘制按照文物部门要求对照正射影像绘制具有精确几何位置关系的数字线划图。本发明的数字线划图制作方法中，采用了一种数字洞窟的摄影测量方法，包括以下步骤
步骤1，采用相机进行平行多基线摄影，对统一测区或是被测物体采用至少3个摄站，拍摄时，相机正对被摄物体从左向右拍摄，每个摄站只拍摄一张影像，相邻摄站影像间保证80%以上的重叠度，同一水平线上从左向右拍摄的一系列影像构成一条航带，各航带对齐，多条航带间也保证80%的重叠度；
步骤2，对使用相机按上述拍摄方式拍摄所得的影像，按照旋转多基线摄影的内业处理方式进行处理，得到精密测量数据成果。本发明的数字线划图制作方法中，采用了一种数字洞窟的拍摄装置，该装置包括支撑杆和云台，所述的云台安装在所述的支撑杆上，支撑杆有I根以上，支撑杆与支撑杆之间以及支撑杆和云台之间为可拆卸结构固定。
与传统的网格手工绘制方法，本发明具有以下优点
I、快速完成精确数字考古测绘图，从缓慢的固定比例的手绘图到如今的高精度1:1矢量图，不但不同比例尺的图纸可以随时获得，而且可以方便进入其他文保系统。2、数字化资料比网格手工绘制的纸质文档更便于保存和管理。3、每点具有精确三维空间坐标便于文物修复。
图I为本发明的实施例的流程2为本发明的外业拍摄示意图
图3为本发明内业处理示意图，其从左到右，为3条航带，航带间重叠度80%，从上到下平行摄影，拍摄6张影像作为I条航带；
图4为本发明摄影用的拍摄装置的结构示意图
图5为图4所示拍摄装置中的支撑杆结构示意图
图中1-支撑杆，2-云台，3-螺丝，4-安装相机的螺丝端口。
具体实施例方式下面结合附图通过实施例对本发明作进一步说明。本发明的基于数字近景摄影测量的石窟数字线划图制作方法，其方法步骤为
I.野外数据采集
考察拍摄现场，制定出拍摄距离，拍摄地点。选择合适相机和镜头，设计控制点分布图。根据石窟现场条件，使用拍摄装置(见图4)将相机固定在不同高度对石窟进行平行摄影。拍摄要求像片清晰。被摄物必须占满相幅的三分之二以上。上下两张影像间重叠度为80%，左右两个航带间重叠度为80%。(见附图2)
外业控制点测量以无棱镜全站仪对被摄物测量一定数量点(选择特征点作控制点，匀布)的三维坐标作为控制点及联接点。2.影像组织导入影像数据和相机参数数据后，每条平行摄影的影像作为一条航带，输入航带数，对影像进行航带分组(附图3)。3.石窟数字模型建立将步骤I中得到的控制点三维坐标和步骤2中的影像组织输入到近景摄影测量软件Lensphoto中经过空三匹配，自由网光束法平差，加密匹配，生成精确的被摄物数字模型。
4.正射影像生成在步骤3生成的数字模型基础上经过软件精确纠正镶嵌拼接生成被测物的正射影像。5.数字线划图绘制按照文 物部门要求对照正射影像绘制具有精确几何位置关系的数字线划。
权利要求
1.基于数字近景摄影测量的石窟数字线划图制作方法，其特征是包括以下步骤步骤1，野外数据获取包括影像获取和外业控制点坐标测量，影像获取采用经过标定的高分辨率单反数码相机按要求获取一系列保证一定重叠度的影像；外业控制点坐标测量选择特征点作控制点，匀布，以无陵镜全站仪对被摄物测量I点以上的三维坐标作为控制点及联接点；步骤2，影像组织导入影像数据和相机参数数据后，输入航带数，对影像进行航带分组； 步骤3 :石窟数字模型建立采用最新数字近景摄影测量软件Lensphoto软件对影像进行后处理，经过空三匹配，自由网光束法平差，加密匹配，生成精确的被摄物数字模型； 步骤4 :正射影像生成在步骤3生成的数字模型基础上经过软件精确纠正镶嵌拼接生成被测物的正射影像； 步骤5 :数字线划图绘制按照文物部门要求对照正射影像绘制具有精确几何位置关系的数字线划图。
2.根据权利要求I所述的基于数字近景摄影测量的石窟数字线划图制作方法，其特征是采用了一种数字洞窟的摄影测量方法，包括以下步骤 步骤I :采用相机进行平行多基线摄影，对统一测区或是被测物体采用至少3个摄站，拍摄时，相机正对被摄物体从左向右拍摄，每个摄站只拍摄一张影像，相邻摄站影像间保证80%以上的重叠度，同一水平线上从左向右拍摄的一系列影像构成一条航带，各航带对齐，多条航带间也保证80%的重叠度；步骤2 :对使用相机按上述拍摄方式拍摄所得的影像，按照旋转多基线摄影的内业处理方式进行处理，得到精密测量数据成果。
3.根据权利要求2所述的基于数字近景摄影测量的石窟数字线划图制作方法，其特征是采用了一种数字洞窟的拍摄装置，该装置包括支撑杆(I)和云台(2)，所述的云台安装在所述的支撑杆上，支撑杆有I根以上，支撑杆与支撑杆之间以及支撑杆和云台之间为可拆卸结构固定。
全文摘要
本发明提供了基于数字近景摄影测量的石窟数字线划图制作方法，其方法步骤为1.野外数据获取包括影像获取和外业控制点坐标测量。2.影像组织导入影像数据和相机参数后，输入航带数，对影像进行航带分组。3.石窟数字模型建立经过空三匹配、自由网光束法平差、加密匹配生成精确的石窟数字模型。4.正射影像生成在步骤3生成的数字模型基础上经过软件精确纠正镶嵌拼接生成被测物的正射影像。5.数字线划图绘制按照文物部门要求对照正射影像绘制具有精确几何位置关系的数字线划图。本方法具有工作环境要求低、不损害石窟、精度高、速度快的特点。
文档编号G01C11/00GK102735218SQ20121020141
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者黄莉萍 申请人:武汉华宇世纪科技发展有限公司