基于MIP图像拼接系统的地质剖面数字化应用研究

野外地质剖面考察是开展地质研究的一项重要工作。在野外地质考察过程中,为了直观展示地质剖面的细节信息,往往需要拍摄大量的影像。同时,为了提高细节信息的展示程度,这些影像往往分辨率高,但视场角小,所以单一的影像注定无法兼顾的展示地质剖面的整体信息和细节信息。因此基于这种同时展示整体和细节信息的需求前提下,本文在自主研发的Mosaic of Image Program(MIP)图像拼接系统的基础上,对野外拍摄的影像进行了拼接处理,形成地质剖面的长条带全景影像。为了提高拼接处理的精度,本文对高精度的相机检校、畸变校正及MIP的地质剖面应用等方面进行了研究。在湖南古丈县地质遗迹剖面的实际处理中,完成了300多张高分辨率影像的快速拼接,获得了良好的数据记录和展示效果,拼接影像几何失真小于2像元。本文实现的技术手段在野外地质剖面考察中具有良好的应用前景。     

大比例尺三维地质建模方法研究

当前地下空间大比例尺建模难度较大,少有案例提及。主要难点在于严格按照原始地层开展大比例尺建模,会出现大量的透镜体和螺旋体,给建模工作带来较大难度。6号线地面沉降易发区的试验段研究,共涉及7个站点和6个区间的模型。通过收集整理多方位资料,以横向1:500,纵向1:200比例尺进行大比例建模。选用钻孔537个,剖面299条,格子252个,建模面积为0.6km~2。按照规范对筛选出的钻孔归纳岩性、统一命名,将岩层分为7大类,40层。应用交互拼接建模的方法,将模型分为地质体、地表建筑物两个部分,加入DEM、卫星贴图耦合显示。同时,地层的属性数据也在建模过程中加入到地层属性表中。本次工作解决了透镜体和螺旋体的建模难点,提高了建模精度。     

一种运用AKAZE特征的无人机遥感影像拼接方法

针对无人机遥感影像旋偏角大、地面覆盖范围小等特点,提出一种运用AKAZE特征匹配算法实现无人机遥感影像的快速拼接。该方法利用AKAZE算法提取影像特征点,采用比值法、RANSAC算法计算出拼接序列之间的单应矩阵,通过中心距离范数加权法进行融合。实验表明,其配准精度优于ORB算法,与SIFT算法相当,而运算效率高于SIFT算法,但不及ORB算法,是一种稳定高效的无人机影像拼接算法。     

竖井井壁影像的无缝拼接技术研究

煤矿井筒是煤矿安全生产的咽喉部位,对确保煤矿安全生产有着重要的意义,其安全状况及病害变换趋势可由竖井井壁影像获取。本文针对井壁影像的纹理结构极大相似、影像对比度较差、亮度不足等特点,提出一种基于最小二乘法拟合速度模型的影像拼接方法。首先对影像进行裁剪、亮度增强等预处理,再根据设备及相机的运行参数拟合影像拼接模型,由模型参数建立影像拼接索引,最后分区进行拼接。实验结果表明:该方法既满足了实际需求,又提高了影像拼接在矿井巡检中的实际应用价值,取得了满意的效果。     

图形数字化后的校正与拼接

对数字化成图的基本原理和地形图与数字化的关系进行了阐述，介绍了地图数字化后在AUTOCAD中的校正与拼接方法，并有具体的操作实例。     

柱面全景图像拼接方法的仿真分析

随着虚拟现实(VR)技术的兴起,全景图像得到了更为广泛的应用,目前多通过求解单应矩阵对图像进行变换,由多相机拼接获取全景图像,但该方法会破坏成像中的共线条件,使拼接后的全景图像难以精确进行摄影测量中的三维重建等工作。本文提出了一种柱面全景图像拼接方法并对其进行仿真分析,该方法基于摄影测量共线方程,设定拼接相机的数目、成像焦距、成像位置和成像姿态,模拟多拼相机的成图过程,构建从三维点云到二维图像的柱面成像方程,通过成像方程不仅可以实现各图像的全景拼接,而且可对影响全景图像拼接精度的各参数进行定量分析,试验结果表明:1本文提出的柱面成像方程和全景拼接方法可用于不同数目相机及倾斜成像下的全景拼接;2利用成像方程推导的误差方程可知,全景图像拼接的精度受焦距误差、中心误差和旋角误差的影响,其中,焦距误差可通过图像重采样的方法校正,中心误差与摄影物距密切相关,而旋角误差主要受拼接相机数目的影响。     

基于Voronoi图无人机影像快速拼接方法研究

为实现大序列城市高分辨率无人机影像的快速拼接,提出了基于Voronoi图的快速拼接技术。以平顶山80幅分辨率为0.1 m的无人机影像为例,先用直方图匹配进行影像间匀光,用反解法数字微分进行正射纠正,再以像主点为中心快速生成测区Voronoi图拼接线网络,最后基于拼接线网络快速拼接。实验结果表明,基于Voronoi图拼接线网络进行城市高分辨率无人机影像拼接,能有效避免中心投影造成的影像边缘较大的投影差,快速获得城市高分辨率正射影像全景图。     

基于MultiPatch的巷道三维表面建模及其算法分析

本文针对巷道截面类型较多、不过分强调实体结构、且巷道交叉接口处较难处理的特点,将巷道抽象为三维表面模型,提出了采用ArcGIS中的MultiPatch作为构建巷道表面模型数据结构的方法,对不同类型巷道接口的拼接算法进行了具体分析,并以山西潞安常村煤矿井下巷道为例,通过二次开发实现了矿井巷道的三维表面建模,建立了矿井巷道三维建模原型系统,取得了良好的效果。     

三维激光扫描技术在地下空间测绘中的应用

着重讨论三维激光扫描技术在上海某地铁站点空间信息获取中的成功应用,详细介绍了三维激光扫描仪的数据采集以及数据处理．满足了地铁站点空间信息获取和空间模型的建立,为城市管理部门建立地下空间地理信息系统提供了精确的立体模型。     

多站拼接后三维激光扫描点云的消冗处理

针对多站地面激光扫描数据拼接后在扫描重叠区内的重复采样点带来数据冗余的问题,提出一种在不降低原始扫描采样密度的前提下,对冗余点云进行消冗处理的方法。该方法首先对拼接后的点云建立立方体格网索引,再对所有采样点按k邻-近结构进行组织,然后在k-邻近组织的数据中进行遍历,依据采样点间距是否小于给定的阈值确定是否删除某一采样点。对多站扫描的建筑物点云拼接数据进行消冗处理,验证了本方案的有效性。