基于实时核线重采样算法的立体测图研究

 航空摄影测量是摄影测量中最重要的测量方式之一，它在不需要深入测区的情况下即可获取测区的地物地貌信息，大大减少了测绘人员的外业强度。由于航空摄影测量的测量精度高、成图速度快等优点，它一直作为我国地图制图的主要成图方式。在数字摄影测量阶段，航空摄影测量的内业成图主要依赖于摄影测量工作站，因此航空摄影测量的成图速度大大受制于摄影测量工作站的工作效率。
在航空摄影中，由于测区一般较大，而影像覆盖的面积又相对较小，解决影像对在切换过程中的效率与接边问题以达到无缝漫游的目的是立体测图过程中的关键技术之一。
本文在研究摄影测量工作站中立体测图的基础上，采用了实时核线重采样的思想，即在测图的模式下，影像在漫游的过程中，当视口判断需要更新影像块时，在内存中加载所需影像块并同时对影像块进行核线重采样。实时核线重采样的优点：一是重采样相对于测前而言节约了大量的硬盘空间；二是测图过程中不需要人工干预核线影像的生成，简化了操作提高了作业速度；三是提高了影像对在切换时的加载速度。
测图与核线重采样以定向为基础的，文中介绍了定向的过程，并在此基础上简单的说明了测图的目的及测图中所面临的问题。测图中核线重采样的速度是至关重要的，文中实现了核线重采样的算法，并做了代码的优化，使算法满足实时性的要求。最后，设计了立体测图系统中数据的加载、核线影像的生成及立体显示的流程，为了提高影像的刷新速度采用了动态调度的方法，同时为影像的加载与核线影像的生成开辟了新的线程以减轻主线程的负担提高了系统平台的流畅性，实验结果表明，实时核线重采样的思想在立体测图中的应用可以显著的提高测图的速度。

关键字：核线影像；立体测图；立体显示
目 录
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义 1
1.2 立体测图的研究现状 1
1.3 本文的研究内容 2
1.4 本文的组织结构 2
第2章 立体测图的基础
2.1 摄影测量原理简介 4
2.1.1 定向 4
2.1.2 测图 6
2.2 立体观察与立体量测 7
2.2.1 立体观察 7
2.2.2 立体量测 9
2.3 影像漫游 10
2.4 核线影像的作用 10
2.5 本章小结 11
第3章 核线影像计算
3.1 核线几何 12
3.2 原始影像到核线影像的转换 12
3.3 核线数字影像 14
3.4 算法实现 16
3.4.1 计算像点坐标 17
3.4.2 计算核线旋转矩阵Rn 17
3.4.3 计算采样图像的宽高 19
3.4.4实验成果 20
3.5 本章小结 22
第4章 立体测图系统的设计
4.1 系统概要 23
4.1.1 功能需求 23
4.1.2系统模块 23
4.2 数据管理 25
4.2.1 数据的预处理 25
4.2.2 影像加载 27
4.3 像对显示 29
4.3.1 双屏显示 29
4.3.2 立体显示 30
4.3.3 两种显示模式的关系 31
4.3.4 两种显示模式的优缺点分析 32
4.4 无缝漫游 33
4.5 本章小结 34
第5章 总结与展望
参考文献 36
致谢 37
本文首先简要的介绍了立体测图的理论与方法，说明了测图的目的与意义，指出当前测图中面临的问题之一是成图效率问题。成图的效率直接关系企业的利益也关乎社会各项工程的建设。因此本文采用了实时核线重采样的方法，改进了测图过程中像对切换的速度。
文中实现了核线重采样的算法，并在此基础上进行了优化，为达到实时核线重采样的目的，采样过程并不对整张像片进行采样，而只是取当前显示的区域进行内存中采样。
接着文中设计了测图中数据的加载、核线影像生成与立体显示的流程，验证了实时核线影像在测图中的作用。实验结果表明，实时核线重采样确实可以提高测图的效率，使得测图过程更加简易。
1.4 本文的组织结构
第1章介绍了基于实时核线重采样立体测图的研究背景、意义、研究的现状以及本文的研究内容和组织结构。
第2章介绍了立体测图的理论与方法，在介绍测图目的与流程的过程中指出测图中面临的问题，接着本章阐述了核线影像在测图中的作用，提出了实时核线重采样的思路。
第3章讨论了核线重采样的方法并实现了核线采样算法。
第4章设计了测图平台中影像加载的相关流程，实现了影像的立体显示与漫游等功能。
第6章总结全文，提出今后改进的方向。