亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于PGIS平臺的定點全景地圖建庫技術(shù)研究

        2013-06-29 07:26:38向煜唐德彬易佳張建白寶玉
        城市勘測 2013年2期
        關(guān)鍵詞:魚眼警用全景

        向煜 ,唐德彬,易佳,張建,白寶玉

        (1.重慶數(shù)字城市科技有限公司,重慶 400020;2.重慶市公安局科技信息化處,重慶 401147)

        1 引言

        “警用地理信息基礎(chǔ)平臺”(Police Geographic Information System,簡稱PGIS平臺)是公安信息化的重要基礎(chǔ)設(shè)施,它以公安信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),以警用電子地圖為核心,以地理信息技術(shù)為支撐,以信息共享和綜合利用為目標,實現(xiàn)了公安基礎(chǔ)信息基于空間電子地圖的可視化管理[1]。警用電子地圖主要以傳統(tǒng)的4D形式,即數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字正射影像(DOM)、數(shù)字線劃地圖(DLG)和數(shù)字柵格地圖(DRG)來表現(xiàn),這些數(shù)據(jù)在信息表現(xiàn)形式上比較傳統(tǒng),多以點、線、面等方式來描述物體的信息和環(huán)境概貌,很難表現(xiàn)人文、環(huán)境、資源等信息,對使用者來講也缺乏臨場感,無法完全滿足公安應(yīng)急處理、設(shè)施管理等業(yè)務(wù)應(yīng)用。因此,警用電子地圖需要更豐富的可視化的地理信息作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ),才能發(fā)揮警用地理信息的核心決策支持能力。

        全景地圖是一種以地面近景影像直接反映空間地物的地圖,它融合了全景技術(shù)和地理信息技術(shù),以一種完全真實的方式來展現(xiàn)空間信息[2]。在全景影像表達的世界里,包含大量地理的、環(huán)境的、經(jīng)濟的、社會的、人文的信息以及可供挖掘的知識,有強烈的立體感和沉浸感,能給人以身臨其境的感覺[3]。相比傳統(tǒng)的平面二維地圖,全景地圖是關(guān)聯(lián)公安業(yè)務(wù)專用地理信息的更好媒介,可搭建滿足公安業(yè)務(wù)需要的全要素、全紋理、富信息、可視化的警用地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺,使警用臺賬信息、地圖與影像有機結(jié)合,更好支持公安五要素管理、突發(fā)事件決策指揮、交通設(shè)施管理等要求。全景地圖主要包括定點全景地圖和連續(xù)全景地圖,定點全景地圖是指利用全景技術(shù)模擬展示固定視點360°視角的全景影像的電子地圖。本文基于PGIS平臺,針對定點全景地圖,提出了一種全景影像地圖建庫技術(shù),該技術(shù)在PGIS原有空間數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上進行改造,實現(xiàn)三維全景地圖服務(wù),為公安行業(yè)各業(yè)務(wù)警種提供了一種全新的應(yīng)用模式。

        2 PGIS平臺數(shù)據(jù)庫改造

        PGIS平臺原有警用地理信息數(shù)據(jù)庫遵循公安部《警用地理信息基礎(chǔ)平臺與系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》,包括警用基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、警用公共地理信息數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)專用地理信息數(shù)據(jù)庫。為實現(xiàn)全景地圖與警用地理信息數(shù)據(jù)庫的集成應(yīng)用,需在PGIS平臺警用地理信息數(shù)據(jù)庫中增加全景地圖數(shù)據(jù)庫,全景地圖數(shù)據(jù)庫以數(shù)據(jù)集的方式存儲在警用地理信息數(shù)據(jù)庫中,主要包括全景定位點層、全景影像圖片層、熱點層等,組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        全景定位點層主要存儲拍攝全景影像時具體的空間位置坐標、名稱及拍攝時間等信息。全景影像存放在特定的文件夾下,文件夾以GUID編碼命名,全景影像圖片層主要記錄存放全景影像圖片的文件夾名稱,并通過GUID編碼與全景定位點層實現(xiàn)信息關(guān)聯(lián)。熱點層主要存儲POI(興趣點)在全景影像圖片位置,并通過內(nèi)部編碼與各警用業(yè)務(wù)圖層實現(xiàn)關(guān)聯(lián)。

        圖1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)圖

        3 建庫流程

        3.1 全景影像現(xiàn)場采集

        外業(yè)采集設(shè)備主要包括單反數(shù)碼相機、魚眼鏡頭、全景云臺、三腳架等。本次研究中,我們采用佳能550D和適馬 8 mm鏡頭進行拍攝。拍攝時首先將相機安裝在全景云臺上,并將全景云臺固定在三角支架上。在拍攝過程中,通過GPS設(shè)備獲取該點的空間位置坐標,云臺按順時針旋轉(zhuǎn),每60°拍攝一張,然后正對天空拍攝一張照片,共拍攝7張圖像。旋轉(zhuǎn)時盡量避免鏡頭的偏斜和俯仰,所拍場景中周圍的光照環(huán)境盡量保持一致,最好不含有運動元素,相鄰兩張圖像要保證部分重疊區(qū)域。拍攝過程分為測光和正式拍攝兩個過程。測光過程通過獲得各個方向的快門值進而計算出平均快門值。拍攝過程使用平均快門值,從而保證各個方向照片明暗適中。拍攝時主要注意相機焦距的變化、光照的影響、場景中物體的變化等問題。拍攝的圖像質(zhì)量直接影響后面的拼接的圖像質(zhì)量。

        圖2 建庫流程

        3.2 影像預(yù)處理

        由于全景圖像在拍攝時各個方向的光線強度存在差異,因此,拍攝后的全景圖像需經(jīng)過預(yù)處理后才能進行影像拼接。全景圖像預(yù)處理工作主要借助專業(yè)的圖像處理工具完成,如Photoshop、Illustrator等。預(yù)處理工作主要包括平滑處理、銳化處理、對比度拉伸處理等[4]。

        平滑處理的目的是為了減少噪聲對后期圖像拼接處理的影響。一個較好的去噪平滑處理方法應(yīng)該既能消除圖像噪聲,又不使圖像邊緣輪廓和線條變模糊。處理方法視其噪聲本身的特性而定,常見的處理方法有均值濾波、中值濾波、高斯濾波等方法。銳化處理的目的是補償圖像的輪廓,增強圖像的邊緣和灰度突變部分,使圖像變得更加清晰。影像銳化處理通常使用梯度法、拉普拉斯算法、Robert算法等方法。對比度拉伸處理主要針對拍攝圖像整體偏暗或偏亮的情況,它的主要思想是提高圖像處理時灰度級的動態(tài)范圍,通常采用直方圖統(tǒng)計,灰度變換等方法。

        3.3 影像拼接

        影像拼接就是把現(xiàn)場拍攝的不同角度的魚眼圖像合成一張360°視角的全景圖像。全景圖像使用矩形球面全景投影,長寬分別為 5 600像素和 2 800像素。圖像拼接過程大致分為以下4步:影像畸變校正、圖像配準、圖像融合、攝影盲區(qū)處理。

        影像畸變校正處理的目的是糾正魚眼鏡頭在拍攝時產(chǎn)生的嚴重變形。魚眼鏡頭是一種短焦距、大視場的攝像鏡頭,其視角越大,所成圖像的畸變越嚴重。影像畸變校正處理中,通過構(gòu)建畸變校正模型,將徑向失真、中心偏移和非正交失真進行校正,為后續(xù)圖片拼接奠定基礎(chǔ)。

        圖像配準通過建立匹配模型,自動識別出7張魚眼圖像中相鄰兩張之間重疊部分的匹配點,以此來確定7張照片的相對位置和角度關(guān)系。由于外界影響,獲取的圖像在做匹配時,圖像間的匹配只能做到某種程度的相似,不可能滿足完全匹配,因此需要人工設(shè)置部分匹配點。兩幅圖像或者多幅圖像中圖像配準質(zhì)量的好壞,直接影響到拼接的成功率。

        圖像融合在圖像配準后,針對圖像重疊區(qū)域的強度和顏色不連續(xù)進行處理,使拼接后的影像最大限度地與原始圖像接近,失真盡可能小,且沒有明顯的拼接線。

        由于拍攝方法的限制,上述方法拼接出來的全景影像存在攝影盲區(qū),即全景影像在旋轉(zhuǎn)到地上時,會出現(xiàn)一個“黑洞”,需通過專用圖像處理工具對其進行修補。實際工作時,我們事先做好一張通用的圖片專門用于填補對地方向的“黑洞”。

        3.4 全景影像空間化

        將完成拼接的全景影像按其GPS坐標上圖,地圖坐標使用WGS-84。完善全景定位點層、全景影像圖片層的相關(guān)信息,保證地圖每一個點能通過ID值與定點全景影像圖片文件進行關(guān)聯(lián)。

        3.5 熱點關(guān)聯(lián)

        空間化后全景影像可以呈現(xiàn)真實的環(huán)境,但是無法與具體公安管理對象設(shè)施進行關(guān)聯(lián)。通過熱點關(guān)聯(lián)對單張全景影像進行打點標注,將各業(yè)務(wù)警種關(guān)心的具體管理對象與全景影像中的物體進行關(guān)聯(lián)。熱點關(guān)聯(lián)主要通過完善熱點層信息來實現(xiàn)。

        3.6 數(shù)據(jù)質(zhì)檢

        數(shù)據(jù)的質(zhì)檢主要工作是檢查實景影像拼接是否正確,圖像質(zhì)量是否清晰以及空間點位是否正確。檢查合格標準為:①圖像清晰;②實景影像拼接無錯亂;③根據(jù)要求進行了補天或補地;④在拼接邊界無明顯圖像接邊線和變形;⑤每一張實景影像都有對應(yīng)的空間坐標點對應(yīng);⑥熱點關(guān)聯(lián)正確。

        數(shù)據(jù)質(zhì)檢借助圖像處理工具,如Photoshop,進行檢查,檢查不合格的影像需重新拼接或修改,如果無法修改,則需要重新采集數(shù)據(jù)。

        3.7 影像發(fā)布

        經(jīng)過質(zhì)檢的全景影像通過服務(wù)的方式發(fā)布,供PGIS平臺的各業(yè)務(wù)應(yīng)用調(diào)用。

        4 關(guān)鍵技術(shù)探討

        通過上述建庫流程可以看出影像畸變校正、影像拼接、熱點關(guān)聯(lián)是定點全景建庫過程中的關(guān)鍵技術(shù),以下對這三種技術(shù)進行深入探討。

        4.1 影像畸變校正技術(shù)

        本次研究中,我們的定點全景影像是通過魚眼鏡頭拍攝的。魚眼鏡頭是一種短焦距、大視場的攝像鏡頭,由光學成像原理可知,焦距越短,視角越大,所成圖像產(chǎn)生的畸交也就越大,魚眼圖像畸變嚴重。影像畸變校正技術(shù)首先解決圖像的輪廓提取,圖像的輪廓的提取在校正中至關(guān)重要,直接影響校正結(jié)果。本次研究中,我們針對魚眼圖像輪廓提取的采用了一種改進的掃描線逼近算法,基于魚眼圖像有效區(qū)域中像素行(列)的極限亮度差遠遠大于有效區(qū)域之外像素行(列)的極限亮度差這一特性,通過控制閾值的選取對魚眼圓形有效區(qū)域圓心和半徑進行修正和優(yōu)化,確定魚眼圖像有效區(qū)域的外切正方形,從而確定魚眼圖像的圓形輪廓。該技術(shù)的處理結(jié)果與魚眼圖像內(nèi)部的黑色像素點無關(guān),因而能有效克服傳統(tǒng)統(tǒng)計算法的不足。完成圖像的輪廓提取后,我們采用球面坐標定位校正對魚眼圖像扭曲變形進行校正。依據(jù)魚眼鏡頭的成像原理,用球面的經(jīng)緯線近似的表示魚眼圖像中景物的變形。在對圖像準確定位的基礎(chǔ)上,依據(jù)扭曲變形校正的圖像坐標映射關(guān)系,對圖像顏色信息進行重投影[5],從而實現(xiàn)了魚眼圖像的扭曲變形校正。

        4.2 全景影像拼接技術(shù)

        定點全景影像中,采集的原始影像每一幀由多幅圖像構(gòu)成,需要對這些圖像進行自動拼接,形成單幅全景影像,支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用。具體實現(xiàn)時,先導(dǎo)入多幅圖像,并將經(jīng)過畸變校正的圖像劃分為多個圖像匹配塊,通過影像匹配算法和人工干預(yù)的方式識別出圖像之間同名像點,由匹配的同名像點信息計算轉(zhuǎn)換關(guān)系,從而確定整個全景圖像序列。在每個圖像塊的自動拼接中,將圖像映射到同一個球面上,通過迭代法求取圖像歐拉角等參數(shù),最后對球面映射后的平面展開圖用多分辨率樣條法進行圖像融合,生成單幅全景圖,拼接效果如圖3所示。

        圖3 全景影像拼接效果圖

        4.3 熱點關(guān)聯(lián)技術(shù)

        普通的全景影像可以呈現(xiàn)真實的環(huán)境,但是無法與具體公安管理對象設(shè)施進行關(guān)聯(lián)。熱點關(guān)聯(lián)技術(shù)可以把實景圖像與具體設(shè)施的數(shù)據(jù)庫屬性進行關(guān)聯(lián),不僅可以為各警種提供真實的圖像信息,還可以從與圖像關(guān)聯(lián)的熱點獲得這些設(shè)施的屬性信息,給人“所見即所得”的體驗。其實現(xiàn)原理是通過建立以全景影像圖西南角為原點的像平面坐標,記錄熱點在像平面坐標的位置,實現(xiàn)全景影像圖片上物體與業(yè)務(wù)屬性表記錄的一一對應(yīng),同時通過像平面坐標與球面坐標的轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)熱點的正確顯示。在全景地圖中,熱點以小圖標形式顯示,點擊時,動態(tài)顯示熱點的具體信息。

        5 應(yīng)用情況

        本文提出的定點全景地圖建庫技術(shù)已成功應(yīng)用于重慶市公安局PGIS平臺升級改造中。集成了全景地圖的PGIS平臺為突發(fā)事件應(yīng)急指揮、交巡警設(shè)施管理、消防設(shè)施管理等公安業(yè)務(wù)警種提供了一種全新的應(yīng)用模式。以應(yīng)急指揮事件為例:在制定抓捕行動中,專案組通過使用集成全景地圖的PGIS平臺,利用二維地圖和衛(wèi)星影像圈定嫌犯的大概藏匿區(qū)域,同時通過查看全景影像,可以快速掌握嫌疑人周圍的建筑物、通道、路口信息,實現(xiàn)遠程現(xiàn)場勘察和輔助決策預(yù)案,極大提高了應(yīng)急處置效率。

        6 結(jié)語

        圖4 應(yīng)急指揮應(yīng)用

        定點全景地圖是三維全景與二維地圖結(jié)合而創(chuàng)建的地圖,它能提供每個特定地理位置的360°真實場景,實現(xiàn)全景漫游、全景搜索和全景分享等功能。本文通過對PGIS平臺數(shù)據(jù)庫進行改造,實現(xiàn)了在PGIS平臺中存儲定點全景影像,并結(jié)合實際應(yīng)用,詳細介紹了定點全景地圖的建庫流程、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用情況?;谌暗貓D的警用地理信息系統(tǒng)可實現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)的可視、可讀、可寫、可畫、可量、可鏈接、可挖掘等一系列功能,在“人”、“地”、“物”、“事”和“組織”等公安五要素管理、突發(fā)事件決策指揮、交巡警設(shè)施管理、消防設(shè)施管理等各方面都有著二維地圖不可比擬的優(yōu)勢,可以預(yù)測,未來全景技術(shù)和地理信息系統(tǒng)必將走向融合,并為警用地理信息系統(tǒng)建設(shè)發(fā)揮更大的作用。

        [1]賀日興,孫丕龍.PGIS在公安業(yè)務(wù)中的應(yīng)用——警用地理信息平臺及其建設(shè)部署模式[J].警察技術(shù),2011(3):3~7.

        [2]李海亭,張淼,彭清山.城市地理信息系統(tǒng)中的全景地圖技術(shù)研究[J].城市勘測,2011(3):39~43.

        [3]朱圣,羅再謙,龍川.數(shù)字全景地圖技術(shù)及在規(guī)劃管理中應(yīng)用的研究[J].城市勘測,2012(1):37~41.

        [4]孫美蓮.基于魚眼鏡頭的全方位圖像的校正和增強[D].天津:天津理工大學,2012:13~26.

        [5]李艷麗.全景圖生成技術(shù)研究[D].濟南:山東大學,2007:11~30.

        猜你喜歡
        魚眼警用全景
        面向魚眼圖像的人群密度估計
        戴上耳機,享受全景聲 JVC EXOFIELD XP-EXT1
        全景敞視主義與偵探小說中的“看”
        01 警用無人機應(yīng)用熱點紛呈
        從5.1到全景聲就這么簡單 FOCAL SIB EVO DOLBY ATMOS
        全景搜索
        特別文摘(2016年21期)2016-12-05 17:53:36
        警用直升機飛行管理信息系統(tǒng)的構(gòu)想
        警用裝備資訊
        基于GIS的警用系統(tǒng)設(shè)計
        河南科技(2014年7期)2014-02-27 14:11:16
        偷拍利器,十元錢的超級廣角鏡頭
        色五月丁香五月综合五月4438| 男人的天堂手机版av| 色视频网站一区二区三区| 久久97久久97精品免视看| 无码骚夜夜精品| 亚洲精品黄网在线观看| 精品熟妇av一区二区三区四区| 亚洲一区二区精品在线| 夜夜高潮夜夜爽夜夜爱爱一区| 在熟睡夫面前侵犯我在线播放| 妇女性内射冈站hdwwwooo| 亚洲AⅤ乱码一区二区三区| 亚洲hd高清在线一区二区| 亚洲av成人一区二区三区本码| 中国丰满人妻videoshd| 亚洲综合无码一区二区三区| 国产精品久久久久久久久久影院| 国产av一区二区制服丝袜美腿| 国产一区二区三区毛片| 日本久久高清一区二区三区毛片| 久久精品日韩av无码| 最新亚洲av日韩av二区一区| 国产丝袜长腿美臀在线观看| 精品人妻av区乱码| 亚洲av无码专区在线电影| 色窝综合网| 日韩一级精品视频免费在线看| 肉色丝袜足j视频国产| 久久久午夜精品福利内容| 日韩女人毛片在线播放| 久久伊人久久伊人久久| 亚洲成人中文字幕在线视频| 国内精品视频在线播放不卡| 亚洲AV无码久久久一区二不卡| 伊人久久婷婷综合五月97色| 在教室轮流澡到高潮h免费视| 国产精品久久久久9999无码| 国产又黄又猛又粗又爽的a片动漫| 日韩国产自拍精品在线| 亚洲国产人成综合网站| 少妇高潮无套内谢麻豆传|