[00120589]一种基于立体正射影像对的大场景立体模型生成及量测方法

本项目属于测绘科学技术领域,涉及一种基于立体正射影像对的大范围立体模型生成方法及其量测方法。采用的技术方案包括两部分：基于立体正射影像对的立体模型的生成方法和基于该立体模型的量测方法。 基于立体正射影像对的立体模型生成方法的技术方案为：首先分别利用各立体像对的左片制作正射影像,并对正射影像进行剪切和镶嵌;其次以各模型正射影像剪切后的区域作为该模型的区域对象,同左片的投影中心坐标、基线长度、基线方位角一起记录;然后,在各模型区域范围内用各自立体像对的右片制作立体匹配影像,制作过程中要求各模型按各自模型的基线方向计算视差投影方程,保证视差的一致性;最后将各模型的立体匹配影像按模型区域进行镶嵌,最终得到整个范围的立体匹配影像。 基于本专利提供的立体模型的量测方法基本方案为：首先在正射影像上选定量测点的投影点,判断此点落入哪个模型区域内;其次沿此区域的基线方向在立体匹配影像上寻找量测点的同名点,根据量测点在正射影像与立体匹配影像上的视差,按视差公式计算该量测点的高程Zp;然后,由正射影像的地理参考直接获得量测点的正射影像投影点的平面坐标值,并在DEM中内插出该投影点的高程值,通过投影点坐标、量测点高程以及模型左片投影中心之间的共线关系,计算该量测点相对于投影点的平面位移;最后,以投影点平面坐标与平面坐标位移求和,得到量测点的平面坐标。 现有的立体正射影像模型制作技术,包括“基于数字立体正射影像镶嵌的可量测无缝空间立体模型的生成方法”（方法1）和“一种基于数字正射影像和立体辅助影像的无缝立体模型的高精度量测方法”（方法2）。与这两种方法相比,本专利方法同时具备准确性与易用性特点。相比于方法1,本专利克服了视差方向的不一致而造成的高程量测精度下降的问题,并且通过平面位移改正平面坐标,提高了坐标量测精度;相比于方法2,本专利方法具有简单易用的特点：沿基线方向查找可快速确定同名点,坐标量测计算方法简单快速,涉及少量参数即可计算,亦可满足实时计算的要求。 立体正射影像模型打破了传统立体像对的单模型区域限制,将大量地表细节完整的展示给用户,用户可以根据自己需要对感兴趣的区域进行立体观察和立体量测,极具应用潜力。但目前的技术方法,要么量测精度不高,只能做个大概估算,无法达到广泛应用的要求;要么数据繁杂,计算复杂,不易实施。本专利打破了这些技术瓶颈,实现了效率与精度并举,对立体正射影像模型技术的进步和推广,起到了重要的作用。 按本专利制作的大场景立体模型,已成为一种新的测绘产品。相比于传统4D产品,大场景立体模型具有明显的优势。大场景立体模型将影像信息都全部无损失地保留在立体影像对中,其蕴含的信息量超过传统4D产品。用户在大场景模型下也非常容易观察和量测所需信息,借助三维立体显示设备可在真三维环境下观察地面,可在全区域内进行三维浏览,并能根据自己的需要直接精确量测地表对象的空间坐标,也可以直接量测物体的高度及大小、物体间的距离和角度,突破了传统意义上的地图功能,实现了一种全新的测绘产品模式。大场景立体模型能给用户提供身临其境的感受,相比4D产品用户更容易理解现场情况,做出正确的判断。在本专利的支持下,大场景立体模型从生产到应用都具备了理论支持,开创了利用影像进行三维观测和观察的新方法,对三维地理信息的发展和应用具有重要的推动作用。 以大场景立体模型为基础,可以建立行业设计、设计验证、数据检查的信息平台,在地籍调查、道路设计、输电线路设计、城市规划设计等领域有非常好的应用前景。新的产品的推出,不但推动了测绘行业的发展,而且对其相关应用领域的发展提供了新的契机。本专利已使用在了铁路设计领域,对加快设计进度、降低设计成本、提高设计准确性起到了重要作用。