可量测360°街景地图建库与在线发布技术分析

提出一种融合360°高清全景影像和三维激光点云的可量测街景地图建库与快速在线发布技术。首先对可量测街景地图的特征和数据模型进行探讨,提出基于车载三维激光全景移动测量系统的连续可量测街景处理和建库方法。其次,提出了可量测街景影像在线发布的技术框架,设计并开发了基于Flex的街景客户端浏览控件。最后,以天地图·义乌为例,开展从车载三维激光全景移动测量系统数据采集、数据处理到街景发布实践,建立了义乌市可量测街景地图在线服务,并与市级地理信息共享服务平台无缝对接,实现了市级地理信息共享服务平台街景在线发布。     

城市全景影像资源库的设计与建设

为城市运行管理工作提供可视化数据,采集北京市东城区主要道路的可量测全景影像并建库,并以标准接口形式提供相应的全景影像共享发布服务插件,使得最新的可量测全景影像可以被东城区各委办局的业务共享应用。通过对道路采集影像、建库、GIS地图展示,以科学的手段采用信息化的方式智能管理道路全景影像。     

车载全景影像与激光点云数据配准方法研究

全景影像与激光点云的高精度配准是车载移动测量系统中多传感器数据集成处理的关键环节。本文针对车载多面阵拼接全景影像与激光点云的配准问题, 提出了一套高精度的数据配准方法。通过高密度的静态激光点云解算每个面阵CCD在激光扫描仪坐标系下的外标定参数, 以实现单张CCD影像与激光点云在扫描仪坐标系下的配准, 在全景拼接过程中全景影像与单张CCD影像精确的映射关系已知, 利用扫描仪坐标系、POS坐标系及WGS-84坐标系间的转换关系即可获得全景影像与激光点云在物方坐标系下的动态、高精度的配准参数。试验表明该数据配准方法精确可靠、适用性强, 能满足基于全景影像与激光点云数据融合的城市道路竣工、部件采集、目标提取、三维重建等高精度量测应用需求。     

激光点云与全景影像配准方法研究

针对全景成像系统获取的全景影像的内外方位元素未知的问题,充分利用激光点云的可量测优势和全景影像的360°视场角浏览查看优点,提出并实现了一种基于点特征的激光点云和全景影像的配准算法。该算法只需在激光点云和全景影像上各提取少量同名特征点便可进行配准。试验表明,算法能够很好地实现全景影像与激光点云的完美配准。     

移动测量系统宽幅影像的几何拼接与量测

研究了移动测量系统宽幅影像的拼接与量测算法。通过建立三幅影像柱面全景投影的几何关系,能够直接拼接完成宽幅影像。利用宽幅影像和原始影像间反投影变换关系以及三幅原始影像的同、异步立体像对,可建立宽幅影像与物方空间坐标间一一对应关系,从而实现宽幅影像目标的量测算法。宽幅影像的投影拼接和量测实验表明,利用柱面全景投影拼接得到宽幅影像的方法可应用于移动测量平台宽幅影像序列的拼接;在原始影像具备同步立体像对的条件下,宽幅影像量测的绝对精度可达1 m以内,相对精度可达0.2 m以内,满足城市环境实景目标量测的精度需求。     

车载移动测量系统装备研制与应用

为实现空间信息的快速及高效获取,在集成GNSS、IMU、全景相机、激光雷达等主要传感器的基础上,研制了车载全景激光耦合式移动测量系统。根据精密解算的位置姿态信息,对全景影像和激光点云进行了耦合,生成含有真彩色点云的可量测实景影像,提出鸟瞰实景影像、基于浏览器的海量点云网络发布等点云应用新形式。该系统在渝武高速公路扩能改造工程快速移动测量中的成功应用,证明系统不仅安装简便、采集快速、处理高效、成果丰富,而且具备厘米级的测量精度,有效提高了空间信息的获取及处理效率。     

基于共线原理的全景影像真彩色点云生成算法

常规激光点云数据通过将激光点云与彩色影像进行融合,将影像所富含的色彩信息赋给相应的激光点云、可形成一种"纹理丰富、颜色直观、位置准确"的真彩色点云成果,不同类型相机拍摄得到的影像对激光点云赋彩色的原理和过程均不相同。文中基于移动测量系统及360°全景影像的测绘高新技术,研究全景相机拍摄的影像与激光点云的匹配、融合,提出一种基于共线原理的由全景影像给激光点云赋彩色的算法。算法充分利用全景影像360°可视以及激光点云位置精确的特点,经实验验证算法推导正确,生成的真彩色点云色彩纹理细致,空间位置准确。     

车载激光雷达点云与全景影像的自动配准

针对激光雷达点云数据缺乏纹理信息的问题,该文提出一种基于互信息的车载激光雷达点云与全景影像配准方法。该方法使用统一的球面全景成像模型,引入互信息作为相似性测度,将车载激光雷达点云生成的深度图与信息提取后的全景影像进行配准,实现配准参数的自动、高精度解算。同时,对车载激光雷达点云与全景影像配准的精度进行评定与分析。实验结果表明,车载点云与全景影像的配准方案是可行的,具有较高的配准精度。     

车载MMS激光点云与序列全景影像自动配准方法

提出一种车载移动测量系统（MMS）激光点云与序列全景影像自动配准方法。首先采用层次化城市场景目标提取方法自激光点云提取天际线矢量,在全景影像中经虚拟成像与分割角点提取算法生成天际线矢量。然后,将提取结果作为几何配准基元,构建配准基元图,通过最小化配准基元图编辑距离进行匹配,组成共轭配准基元对,解算2D-3D粗配准模型,获得全景影像与LiDAR点云参考坐标系之间的初始转换关系。最后,为消除几何配准基元提取与匹配误差对配准结果的影响,自序列全景影像虚拟成像影像生成多视立体密集匹配点云,继而使用变种ICP算法优化其与激光点云数据间3D-3D配准参数,间接优化全景影像与激光点云间的配准参数,精化配准结果。试验结果表明,本文提出的自动配准方法可以实现车载MMS激光点云与序列全景影像的1.5像素级自动配准,配准成果可应用于真彩色点云生成等点云/影像数据融合应用。     

面向智能化测绘的城市地物三维提取

精准有效的三维时空信息是新型基础设施建设、实景三维中国、自然资源管理与监测等国家重大需求不可或缺的重要支撑。测绘装备的快速发展提升了点云和影像获取的便捷性,为智能化测绘提供了一种全新技术手段。然而,如何从点云、影像中智能地提取三维时空信息仍然面临诸多困境。本文围绕城市场景中地物目标智能化提取的需求,重点阐述点云位置精度改善、点云与全景影像融合、部件级典型地物要素精细提取、软件研发与工程实践4个方面的关键技术与研究进展,为实景三维中国建设等提供关键支持。