[发明专利]基于线阵观测模型的快速三维环境构建方法及其应用方法

说明书

本发明提供的基于线阵观测模型的快速三维环境构建方法，包括以下步骤：S1实时读取具有重叠区域的原始影像，生成原始核线影像，获得原始RPC参数；S2根据成像原理和平差理论对原始RPC参数优化处理，得到RPC参数；S3对原始核线影像进行匀光匀色处理，得到核线影像；S4结合RPC参数和核线影像，实时计算核线影像对、核线影像的旋转中心和核线影像的旋转角度，并构建三维环境且实时显示。本发明能够快速搭建可视化的增强现实的三维环境，具有更高的工作效率，同时无需进行点云数据生产和精细三维立体建模，极大的节省人力、物力和时间成本，且该三维环境的应用方法能够很大程度上提升各行业对其的业务应用和环境分析的效率。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于线阵观测模型的快速三维环境构建方法及其应用方法。

背景技术

三维环境是在平面的二维环境基础上，进一步的增加一个方向向量，以此来构成空间系，形成三维环境。三维环境能够更加明确的表现环境信息，且对环境的表现更加立体、明确，方便查看、识别。

目前，针对环境信息，为获取其三维立体效果，主要可通过以下几种方式获得：

1)通过倾斜摄影测量的手段，进行密集点云匹配和贴纹理的方生成三维模型；

2)通过野外获取地物各角度的纹理照片进行三维建模；

3)通过生成数字高程模型和数字正射影像图的方式，生成2.5维的立体效果；

4)根据摄影测量原理将重叠区域相邻的两幅影像，生成核线影像，构建立体环境。

然而，上述提及的多种传统的三维环境构建方式，其各自都具有一定的局限性，例如，前三种方式，即上述方式1)、2)和3)，其都需要进行大量的外业，以便获取影像来进行内业处理，其三维环境构建的处理成本高、耗时长；而第四种方式，即上述方式4)，其虽然无需进行内业的模型构建即可构建立体环境，但其局限性在于只能进行单个像对的立体观察，无法构建大范围的立体环境，且只能用于测绘立体采集矢量，在面向地理信息的应用时缺乏实用性。

现有的一种主要采用上述方式4)来进行立体环境的构建的示例，其通过结合方式3)中构建的数字高程模型来生成正射影像，并将经过镶嵌处理后的正射影像作为立体测图的左片，而右片的立体匹配片则通过正射影像图赋予一定的倾角，以此来实现大测区范围内的增强现实三维环境的搭建。该方法虽然针对当前的传统方法进行了一定的改进，并实现了大范围影像立体环境的构建，且提供了很好的业务应用的数据环境，但该方法同样存在其局限性，即，其需要在三维环境的构建过程中，进行生产高精度的数字高程模型、正射影像生成、镶嵌线编辑等操作，该过程会耗费大量的人力资源、计算机资源，同时，该生产周期长，且处理的细节精度难以有效的保证，将不能够满足业务应用的应急化需求。

因此，如何提供一种能够更加快速有效的实现三维环境的构建，同时构建过程更加方便、高效的三维环境构建方法就成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种基于线阵观测模型的快速三维环境构建方法及其应用方法，能够更加高效的构建三维环境，同时构建的过程更加方便、快捷、准确，并满足对地理信息浏览查看的需求。

本发明的第一方面提供了一种基于线阵观测模型的快速三维环境构建方法。

且，该基于线阵观测模型的快速三维环境构建方法，包括以下步骤：

S1实时读取用于三维环境构建并具有重叠区域的原始影像，根据重叠区域生成原始核线影像，并根据原始影像获得原始RPC参数；

S2根据原始影像的成像原理和平差理论对原始RPC参数优化处理，得到RPC参数；

S3对原始核线影像进行匀光匀色处理，得到核线影像；