1石窟寺文物攝影測量三維數(shù)字化采集規(guī)程本文件規(guī)定了石窟寺文物攝影測量三維數(shù)字化采集的一般要求、采集準備、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、成果數(shù)據(jù)及成果評價。本文件適用于石窟寺文物數(shù)字化采集。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T12898國家三、四等水準測量規(guī)范GB/T14950攝影測量與遙感術語GB/T15314精密工程測量規(guī)范GB/T17941數(shù)字測繪成果質量要求GB/T18314全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范GB/T18316數(shù)字測繪成果質量檢查與驗收GB/T18894電子文件歸檔與管理規(guī)范GB/T24356測繪成果質量檢查與驗收GB/T50001房屋建筑制圖統(tǒng)一標準GB/T50103總圖制圖標準（附條文說明）GB/T50104建筑制圖標準CH/T1004測繪技術設計規(guī)定CH/T9016三維地理信息模型生產規(guī)范CJJ/T8城市測量規(guī)范CJJ/T73衛(wèi)星定位城市測量技術規(guī)范JJG100全站型電子測速儀檢定規(guī)程JJG2101數(shù)字水準儀檢定規(guī)程3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1石窟寺cavetemple依著山勢，從山崖壁面向內部縱深開鑿的廟宇建筑，內有造像、壁畫等。3.2近景攝影測量close-rangephotogrammetry2利用對物距不大于300m的目標物攝取的立體像對進行的攝影測量。3.3點云pointcloud以離散方式分布在三維空間中的點的集合。3.4點云密度pointclouddensity單位體積上點的平均數(shù)量。3.5點間距pitch點云中相鄰兩點之間的距離。3.6紋理模型texturemodel帶有紋理信息的三維實體表面模型。3.7數(shù)字正射影像digitalorthophoto利用數(shù)字高程模型對掃描處理的數(shù)字化的航空影片、遙感影像（單色/彩色），經逐個象元進行投影差改正，再按影像鑲嵌，根據(jù)圖幅范圍裁剪生成的影像數(shù)據(jù)。4一般要求4.1平面基準采用2000國家大地坐標系。4.2高程基準采用1985國家高程基準。4.3地面三維激光掃描作業(yè)及產品涉及的日期采用公元紀年，時間采用北京時間。5采集準備5.1技術設計應符合CH/T1004的規(guī)定。5.2儀器檢校5.2.1近景攝影測量重建軟件的精度指標根據(jù)技術設計書的精度選擇適宜的近景攝影測量三維重建軟件。5.3數(shù)碼相機能夠正常拍攝圖像，內存卡容量應充足；外置同軸相機需要進行參數(shù)校正。5.3.1全站儀應符合JJG100的規(guī)定。5.3.2GNSS接收設備應符合JJG2101的規(guī)定。36數(shù)據(jù)格式應符合表1的要求。表1數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)格式.xyz,.pts,.obj控制點、標靶點.txt,.pts,.ptx紋理模型.3ds,.obj數(shù)字正射影像視頻數(shù)據(jù).avi,.mp47數(shù)據(jù)采集7.1采集流程采集流程見圖1。圖1石窟寺文物近景攝影測量三維重建作業(yè)總體流程圖7.2控制測量7.2.1控制測量應按照GB50026進行。7.2.2控制測量與影像采集同時進行，關鍵控制點的選取結合影像采集人員的具體需求。47.3原始圖像數(shù)據(jù)采集7.3.1數(shù)據(jù)采集宜圍繞整個場景均勻的拍攝若干照片，多角度、全方位的進行圖像采集，確保數(shù)據(jù)完整性。7.3.2多角度對整個場景進行覆蓋拍攝，避免出現(xiàn)拍攝死角；盡可能采用相同焦距拍攝。7.4原始圖像數(shù)據(jù)預處理7.4.1圖像數(shù)據(jù)預處理，采用專業(yè)圖像處理軟件進行圖像的色彩調節(jié)。7.4.2圖像預處理時，要逐一檢查圖像的失焦情況，應整體調節(jié)圖像的曝光和色彩。7.4.3計算數(shù)據(jù)的格式采用JPEG格式進行圖像預處理。8數(shù)據(jù)處理8.1點云數(shù)據(jù)拼接與誤差改正點云數(shù)據(jù)拼接宜結合數(shù)據(jù)采集情況和技術設計要求，可選擇直接拼接法和間接拼接法；點云的戰(zhàn)間拼接精度≤2mm。8.2坐標系統(tǒng)轉換8.2.1石窟寺文物三維掃描點云，應根據(jù)物體體量不同，選擇不同坐標系統(tǒng)轉換方式。8.2.2使用絕對坐標的整體轉換。8.2.3應采用3個及以上、分布均勻的同名點進行坐標系轉換，通過參數(shù)模型解算點云坐標系和絕對坐標系之間的轉換參數(shù)，坐標轉換中誤差應不大于2mm。8.3降噪與抽稀8.3.1點云數(shù)據(jù)中存在脫離采集對象的異常點、孤立點，應采用濾波方法進行點云數(shù)據(jù)降噪處理。8.3.2根據(jù)處理點云的軟硬件條件和項目需要，對點云數(shù)據(jù)抽稀應符合下列規(guī)定：a)宜采用均勻抽稀，設定統(tǒng)一密度進行抽稀；b)保持特征的抽稀，根據(jù)法向量變化和曲率識別特征區(qū)域，自適應進行抽稀，抽稀后點云在比較平坦的地方（法向量近似平行）保留較少的點，在表面曲率較大的地方保留多的點。9成果數(shù)據(jù)9.1三維模型9.1.1采用點云三角化的方法建立初步模型。9.1.2采用孔填充、邊修補、簡化和細化、光滑處理等技術手段對初步模型進行優(yōu)化。9.2紋理映射9.2.1紋理映射的閾值（三角網模型與圖像的對應點偏差值）≤2mm。9.2.2紋理映射完成后檢查圖像和三角網模型的匹配質量，對于超過閾值的映射成果應重新選取同名點對，重新紋理映射。9.3數(shù)字正射影像59.3.1數(shù)字正射影像圖的作業(yè)流程應包括點云正攝糾正、圖像數(shù)據(jù)預處理、構建三角網、紋理映射、圖像輸出、圖像融合、圖像裁切等過程。9.3.2正射影像應無明顯配準痕跡，圖像色彩應接近真彩色，紋理應清晰、色調應均勻，反差應適中。9.3.3圖像輸出應滿足成果要求，分辨率不小于150dpi。9.3.4正射影像圖按不同比例輸出時，相鄰兩張圖像不少于25%的重疊區(qū)域。9.3.5正射影像圖宜采用TIFF格式存儲。9.4平面圖、立面圖、剖面圖9.4.1平面圖、立面圖、剖面圖制作應符合GB/T50001、GB/T50103、GB/T50104的規(guī)定。9.4.2剖面圖宜采用點云切片方式繪制，使切片點云投影到平面，基于投影點云描繪。9.4.3點云采集不全或無法準確獲取結構尺寸時，對目標物交接關系明確的，根據(jù)露明部分尺寸推算隱蔽尺寸，反推算的結果應特別說明。平面圖、立面圖、剖面圖的結構尺寸應實地檢核，中誤差≤5mm。10成果評價10.1點云數(shù)據(jù)按表2詳查內容即點云覆蓋情況和點云著色情況評價。10.2三維模型按表3詳查內容即點云模型正確性和三角網模型正確性評價。10.3數(shù)字正射影像圖按表4詳查內容即數(shù)學精度、數(shù)據(jù)及結構正確性、圖像質量和資料質量評價。10.4平面圖、立面圖、剖面圖按表5詳查內容即數(shù)據(jù)正確性、數(shù)據(jù)格式和資料質量評價。10.5評價方法應按照GB/T24356、GB/T18316的規(guī)定進行。表2點云數(shù)據(jù)檢查質量元素與詳查內容質量元素詳查內容點云覆蓋情況1.原始點云密度。2.原始點云噪點情況。3.原始點云點間距。4.處理后點云密度。5.處理后點云完整性。6.處理后點云是否有分層，以配準精度為準。點云著色情況具有真實RGB信息。表3三維模型檢查質量元素與詳查內容質量元素詳查內容點云模型正確性1.點云模型單位選擇：mm。2.檢查標靶點云完整性：a)兩掃描站之間公共標靶數(shù)目；b)標靶分布情況；c)標靶擬合精度；d)掃描站間的配準精度。6質量元素詳查內容3.檢查點云模型的可靠性：a)單掃描站云數(shù)據(jù)無相對偏移；b)點云數(shù)據(jù)噪聲情況。4.檢查點云數(shù)據(jù)是否有分層。三角網模型正確性1.三角網模型的單位：mm。2.三角網模型的空間位置是否正確，保證其與原始點云的空間位置一致。3.無關模型是否刪除干凈。即與被測物體不相關的點云，如行人、飛鳥、標靶球等。4.三角網模型表面完整，無孔洞。5.三角網模型無重疊面。即模型無分層，無面的重疊，以避免模型顯示、紋理映射時出錯，同時減少無用模型。6.三角網模型表面平滑，無釘狀物。7.三角網模型要清晰體現(xiàn)被測物體的細節(jié)，保護模型的表面精度為2mm以內。8.帶紋理三角網模型，其紋理需清晰，每2mm*2mm的范圍內須有一個有效像9.帶紋理三角網模型，其紋理需明暗適中，不允許有接縫出現(xiàn)。10.帶紋理三角網模型，其紋理需完整，不允許有空洞出現(xiàn)。表4數(shù)字正射影像圖檢查質量元素與詳查內容質量元素詳查內容數(shù)學精度平面位置精度數(shù)據(jù)及結構正確性1.數(shù)據(jù)組織和文件命名的正確性。2.數(shù)據(jù)格式的正確性。3.數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)和投影的正確性。4.原始數(shù)據(jù)使用的正確性。5.圖像分辨率的正確性。圖像質量1.圖像色調和反差。2.圖像清晰度和紋理表現(xiàn)。3.圖像配準和接邊質量。4.圖像外觀質量（噪聲、云塊、劃痕、斑點、污跡等）。5.圖像色彩。7質量元素詳查內容資料質量1.元數(shù)據(jù)文件的正確性、完整性。2.其他文檔資料的正確性、