浅析图像全站仪以及三维重建技术

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅析图像全站仪以及三维重建技术范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要:图像全站仪是将普通全站仪与摄影测量技术结合起来的一个产物，它可以实现被测目标的三维重建。本文介绍了边缘检测，以及全站仪的目标瞄准，以及介绍了三维重建的最新发展。

关键字 图像全站仪;三维重建 ; 边缘检测 ; 目标定位

Abstract: the image total station is a product of the combination of total station and photogrammetry technology, it can realize the 3D reconstruction of the measured target. This paper introduces the edge detection, as well as the goal of total station instrument aimed, and introduces the latest development of 3D reconstruction.

Keywords image total station; 3D reconstruction; edge detection; object location

中图分类号：TN911.73文献标识码：A文章编号：

引言:传统测量中一般使用全站仪，它只能实现数据测量等一些基本的操作。摄影测量技术可以实现目标的三维重建，图像全站仪就是将上述两种技术合二为一，方便快捷的实现被测目标的三维重建。

图像全站仪是将数码相机与全站仪结合，实现了全站仪测量和数字摄影测量的结合，同时在摄影测量应用之外，为实际测量带来了实实在在的创新和便利。只需在图像全站仪显示器上点击目标点的位置，一起便会快速而精确的瞄准目标并进行测量。近景摄影测量中，常常需要对直线特征的标志进行定位，而标志定位的精度会影响到整个测量的精度。

1.子像素定位

在近景摄影测量中，常常需要对控制点像点坐标进行精确提取与识别，而控制点坐标精度则是影响计算坐标精度最重要的冈素之一。不同特征的控制点标志，对应不同的识别方法，因此，控制点标志的选择需根据不同的要求，进行综合研究分析。常用的控制点标志主要有圆形特征标志和直线特征标志。对控制点进行量测时，提取控制点的像点坐标位置，实质是提取其标志中心像素的坐标。人们研究并提出多种定位方法，比较著名的有矩不变算法、Forstner定位算子、Hough变换算法以及高精度定位算子等。【1】

两个具有不同灰度值的相邻区域之间总存在边缘，边缘是灰度值不连续的表现。由于边缘是图像上灰度变化最剧烈的地方，传统的边缘检测就是利用了这个特点，对图像各个像素点进行微分或求二阶微分来确定边缘像素点。在图像全站仪上经过像素计算，可以定位屏幕上目标点的位置，然后全站仪自动进行计算，并自动照准目标。圆形标志以其独特的形状一直广为使用，一般采用的是回光反射材料制作的圆形回光反射标志。由于回光材料的反射系数很高，在同等光源的照射下，其反射亮度较普通白色标志高出数百乃至上千倍。【2】

我们可以用边缘检测来实现目标的精确定位。首先用边缘检测算子对圆形回光标志边缘进行粗定位，然后对像素级边缘点进行亚像素边缘检测得到亚像素精度的边缘点，最后对提取的标志边缘点进行椭圆最小二乘拟合，从而确定标志中心的精确位置。

基于图像全站仪测量数据的建筑物三维重建

摄影测量从模拟摄影测量开始，经过解析摄影测量阶段，现已进人数字摄影测量时代。将摄影测量与传统全站仪测量结合起来，方便快捷的可以实现建筑物的三维重建。

将图像全站仪安置在一个测站点上，在目标区域测量一定数量的控制点作为像控点，并同时记录控制点影像，用一台大幅面高分辨率数码相机（也可以是非量测相机）在测站点的两侧进行拍照以获取立体像对，由此可以获得图像全站仪测量的像控点及其影像和大幅面数码相机拍摄的立体像，然后可以运用摄影测量技术进行三维重建，即可生成目标的三维模型。

三维重建技术的最新进展

随着摄影测量技术的不断完善，以及两侧相机的精度不断提高，三维重建技术已经在城市建设、医疗以及景观保护等多个方面发挥了巨大作用。

地理信息系统作为地学分析与应用的高效工具，已在世界范围内取得了广泛的应用。如何进一步扩展其服务范围，满足更深层次的应用需求，正成为人们的关注焦点。三维GIS的出现和发展为此打开了前进之门。基于地理信息技术实现城市景观的三维再现，构建三维GIS系统，可以为政府和部门决策制定提供科学支持，同时也能为普通大众的日常需求提供信息服务。[3]

真实感建筑物三维重建是摄影测量、计算机视觉界研究的热点和难点,一般来说包括三维几何模型重建与表面纹理恢复两个方面。LiDar与影像集成的三维重建技术,以三维重建过程为线索,从三维几何模型重建、表面纹理恢复两个方面,聚焦于数据处理的方法、算法、策略，也取得了一定的成果。

三维重建技术正朝着更精确，更快速，更高效等方向发展，这中间也有相当多的技术难关要攻克，相信这些技术都将在未来发挥史无前例的巨大作用。

参考文献

1.赵伶俐，朱建军，刘帅，李俊生，傅锦伟.直线特征标志子像素级定位方法的研究.测绘工程，2009

2.黄桂平.圆形标志中心子像素定位方法的研究与实现.武汉大学学报信息科学版，2005（5）

3.王继周，李成名.城市景观三维模型库的原理、构建及应用.测绘科学，2007（7）