数字近景摄影测量在古文物三维重建中的应用研究

发布时间：2017-05-11 09:05

  本文关键词：数字近景摄影测量在古文物三维重建中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：对珍贵文物进行数字化处理，建成基于网络的数字化博物馆系统，可以较好地解决丰富的展品与有限的展览空间、时间的矛盾，，进一步开拓博物馆藏品保护、研究和展示的新领域，还可以实现博物馆管理观念和管理手段的现代化。更重要的是精确的文物数字模型记录了文物原始的真实三维信息和纹理信息，为文物修缮和恢复提供了重要的数据和模型支持。由于古文物具有轮廓复杂、不易接触、丰富的纹理信息等特点，因此如何迅速而准确获取古文物的DSM成为一个关键点。数字近景摄影测量技术成本低廉、数据量小、处理速度快捷，精度也完全满足需求，因此，数字近景摄影测量在古文物三维重建方面有不可比拟的优势。 本文通过对一般摄影测量软件和专业近景软件进行探索研究，成功的实现了应用一般摄影测量软件对近景数据的快速高精度处理。本文使用非量测数码相机与全站仪分开作业的方法，获取古文物的三维坐标，研究分析了近景数据预处理过程，利用最优检校算法和标定参考物对相机进行精确检校，得到相机参数，然后使用一般摄影测量软件快速建立文物的DEM，生成等值线和正射影像，再进行图像配准，解决纹理映射和模型无缝拼接问题，最后将生成的三维模型导入3dmax中，赋予相应的材质，从而实现古文物三维建模。本文以大雁塔古文物群为例，说明了获取文物近景数据方式和方法，以及使用一般摄影测量软件PixelGrid获取近景建模数据的过程。并分析了相关精度水平，以及影像精度的因素，最后给出了提高精度的有效建议。
【关键词】：数字近景摄影测量 非量测相机 三维建模
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：K87;P234.1
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 研究背景和意义7-10
• 1.1.1 研究背景7-9
• 1.1.2 研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 本文主要研究内容和关键技术11-13
• 1.3.1 主要研究内容11-12
• 1.3.2 关键技术12-13
• 2 相机检校算法与实现13-29
• 2.1 近景检校内容和相机选择13-15
• 2.1.1 近景检校内容13
• 2.1.2 本文采用相机型号和参数13-15
• 2.2 经典检校算法15-22
• 2.2.1 计算机视觉方法16-17
• 2.2.2 摄影测量方法17-22
• 2.3 算法实现22-26
• 2.3.1 DLT算法程序22-24
• 2.3.2 张正友平面网格算法程序24-25
• 2.3.3 实验分析25-26
• 2.4 本文采用的检校算法26-29
• 2.4.1 基于单LCD相机标定26-28
• 2.4.2 摄影方式28-29
• 3 数据采集与处理29-43
• 3.1 数据采集29-32
• 3.1.1 影像采集29-30
• 3.1.2 控制点采集30-32
• 3.2 数据处理32-39
• 3.2.1 近景数据预处理32-35
• 3.2.2 数据处理基本理论35-39
• 3.3 近景模块和近景软件39-43
• 3.3.1 VirtuoZo39-40
• 3.3.2 PhotoModeler40-41
• 3.3.3 Lensphoto41
• 3.3.4 PixelGrid41-43
• 4 三维建模关键技术43-51
• 4.1 DEM基本理论43-46
• 4.1.1 DEM的表示模型43-44
• 4.1.2 DEM的建立44-46
• 4.2 本文采用的三维建模方法46-47
• 4.3 纹理映射47-51
• 4.3.1 纹理映射方法47-49
• 4.3.2 本文采用纹理映射方法和原理49-51
• 5 近景摄影测量建模实例分析51-62
• 5.1 PhotoModeler案例51-54
• 5.1.1 实验流程51-52
• 5.1.2 工程案例52-53
• 5.1.3 实验分析53-54
• 5.2 PixelGrid案例54-62
• 5.2.1 实验流程54-56
• 5.2.2 工程案例56-61
• 5.2.3 实验分析61-62
• 6 精度分析62-69
• 6.1 精度报告与结论62-67
• 6.1.1 精度报告62-66
• 6.1.2 精度结论66-67
• 6.2 精度分析67-69
• 6.2.1 误差分析67
• 6.2.2 提高精度的建议67-69
• 7 总结和展望69-71
• 7.1 总结69
• 7.2 本文的创新点69-70
• 7.3 展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士期间主要研究成果76

【参考文献】

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本文编号：356904