陳令羽，賈奮勵(lì)，宋國民

(信息工程大學(xué) 地理空間信息學(xué)院，河南 鄭州 450000)

基于全景影像的增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)配準(zhǔn)方法研究

陳令羽，賈奮勵(lì)，宋國民

(信息工程大學(xué) 地理空間信息學(xué)院，河南 鄭州 450000)

介紹基于全景序列影像的增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)構(gòu)造方法，分析地理現(xiàn)實(shí)、地理空間數(shù)據(jù)以及全景序列影像三要素間的關(guān)系和研究的趨勢。結(jié)合柱面投影理論實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)到全景序列影像的轉(zhuǎn)換，完成由虛擬空間向真實(shí)空間的定位配準(zhǔn)，并給出一種用于驗(yàn)證可行性的非平均特征點(diǎn)采樣方法，為進(jìn)一步研究提供理論基礎(chǔ)。

增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)；地理空間數(shù)據(jù)；全景序列影像；定位配準(zhǔn)；可行性驗(yàn)證

增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支撐、以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可以將計(jì)算機(jī)生成的具有地理定位的圖形、文字注釋等虛擬信息與使用者看到的地理現(xiàn)實(shí)有機(jī)融合起來，為使用者提供一種全新的感官復(fù)合的視覺效果，以擴(kuò)展人類認(rèn)知、感知世界的能力。它具有可量算、可交互、全方位等特點(diǎn)，將主體人、現(xiàn)實(shí)世界以及由計(jì)算機(jī)生成的數(shù)字世界無縫結(jié)合在一起，改變以往人與現(xiàn)實(shí)世界、數(shù)字世界的交流與交互模式，擴(kuò)展基于位置的地理空間信息服務(wù)模式，為與地理空間關(guān)系密切的各行業(yè)，如導(dǎo)航、智能交通、指揮訓(xùn)練等提供全新的作業(yè)模式。增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要分支和延續(xù)，為人類的空間認(rèn)知提供更加優(yōu)越的工具，將會是GIS發(fā)展的最高階段[1-3]。

全景序列影像是指包括全景視頻與具備重疊區(qū)域的系列全景圖像在內(nèi)的數(shù)字影像(流)，其以數(shù)字全景圖技術(shù)為支撐，能夠拍攝攝像裝置周圍 360°的影像(視頻)，并將其無縫拼合在一起，以某種方式展現(xiàn)出來[4]。全景序列影像在提供全方位視覺信息的同時(shí)，能夠提供動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)信息。作為對真實(shí)世界最直觀形象的一種表達(dá)方式，全景序列影像在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，Google Earth 已將全景圖與虛擬地球捆綁在一起，在全景圖的拍攝點(diǎn)提供圖像顯示與有限的漫游，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的真實(shí)感。增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)是虛擬地理現(xiàn)實(shí)進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果，兩者間具有一定程度上的相通性，全景序列影像也可以為增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)提供最真實(shí)的地理信息數(shù)據(jù)資源?；谌坝跋竦脑鰪?qiáng)地理現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以為人類的空間認(rèn)知提供更加先進(jìn)的工具，是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的問題，其中空間配準(zhǔn)是最基本的要求。

1 基于全景影像增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的空間配準(zhǔn)

基于全景序列影像的增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)是比較簡單的一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，僅靠地理空間數(shù)據(jù)與攝像裝置生成的全景序列影像相匹配，將真實(shí)場景與計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體有機(jī)合成并顯示在終端設(shè)備上即可。其中，最核心的3個(gè)要素為地理空間數(shù)據(jù)、地理現(xiàn)實(shí)以及全景序列影像，其關(guān)系如圖1所示。

圖1 核心要素間的關(guān)系

基于全景序列影像的增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的本質(zhì)是通過地理現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)和全景序列影像的虛實(shí)結(jié)合。由圖1可以看出，地理現(xiàn)實(shí)是連接地理空間數(shù)據(jù)和全景序列影像的唯一紐帶。將地理空間轉(zhuǎn)換到全景序列影像上是基于全景序列影像進(jìn)行增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)之一，兩者間能夠精確配準(zhǔn)的前提條件是地理空間數(shù)據(jù)和全景序列影像都能表達(dá)嚴(yán)格意義上的地理現(xiàn)實(shí)，特別是有精確的位置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，其中主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：①地理現(xiàn)實(shí)和地理空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。地理空間數(shù)據(jù)是根據(jù)由數(shù)學(xué)方法確定的數(shù)學(xué)法則和綜合法則記錄空間地理現(xiàn)實(shí)的載體，是傳統(tǒng)測繪學(xué)重點(diǎn)研究的內(nèi)容[5]。關(guān)于地理空間數(shù)據(jù)與地理現(xiàn)實(shí)關(guān)系的研究，已經(jīng)形成相當(dāng)完備的理論基礎(chǔ)，可以為實(shí)現(xiàn)地理現(xiàn)實(shí)和地理空間數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換提供技術(shù)支撐；②地理現(xiàn)實(shí)和全景序列影像的轉(zhuǎn)換關(guān)系。全景序列影像是通過攝像裝備對周圍大場景進(jìn)行拍攝拼接后的真實(shí)再現(xiàn)，目前的主要研究大多集中在全景序列影像的拼接融合上[6-12]，缺乏對地理現(xiàn)實(shí)空間到全景序列影像空間對應(yīng)關(guān)系問題的研究，這也是將地理空間轉(zhuǎn)換到全景序列影像上的主要技術(shù)瓶頸。

2 地理現(xiàn)實(shí)到全景序列影像的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

地理現(xiàn)實(shí)到全景序列影像的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，就是根據(jù)地理現(xiàn)實(shí)的空間坐標(biāo)確定其在全景序列影像中相應(yīng)像素坐標(biāo)的過程，是地理現(xiàn)實(shí)到全景序列影像地位配準(zhǔn)的主要內(nèi)容，也是增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。首先需要將地理現(xiàn)實(shí)所在的場景坐標(biāo)根據(jù)攝像機(jī)的姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換成攝像機(jī)坐標(biāo)，然后根據(jù)攝像機(jī)的焦距等將其轉(zhuǎn)換成圖像坐標(biāo)，最后通過相片的分辨率等信息計(jì)算出像素坐標(biāo)，同時(shí)需要對結(jié)果進(jìn)行糾正。其中所涉及到的各種攝像機(jī)信息，都可以由攝像機(jī)的標(biāo)定來提供，如圖2所示。

圖2 地理現(xiàn)實(shí)到全景序列影像的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

2.1 攝像機(jī)標(biāo)定

在進(jìn)行地理空間到平面全景的變換之前，首先需要進(jìn)行攝像機(jī)的標(biāo)定，確定攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)(焦距、相機(jī)畸變參數(shù)、相機(jī)的中心位置以及縮放比率等)和外部參數(shù)(相機(jī)的姿態(tài)，包括位移向量和旋轉(zhuǎn)矩陣)。通過攝像機(jī)的標(biāo)定，不僅可以確定攝像機(jī)的各種參數(shù)，同時(shí)還可以根據(jù)場景中若干已知點(diǎn)和圖像中的對應(yīng)關(guān)系，利用外部參數(shù)確定運(yùn)動(dòng)中攝像機(jī)在某一時(shí)刻的空間位置，在本文中設(shè)計(jì)的方法中可以作為GPS信號較弱區(qū)域確定攝像機(jī)位置的輔助方法。目前，在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，攝像機(jī)可以采用不借助任何標(biāo)定物的自標(biāo)定技術(shù)，僅憑圖像特征點(diǎn)間的對應(yīng)關(guān)系就可以確定出相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。但在全景影像攝制過程中，由于多攝像機(jī)系統(tǒng)的相機(jī)單元具有不同的姿態(tài)參數(shù)且拍攝出的影像具有較大的變形，因此基于多組照片直接進(jìn)行標(biāo)定非常困難。可行的方法是借助于其它設(shè)備，如全站儀等獲得標(biāo)記點(diǎn)的空間坐標(biāo)，采用傳統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定方法(如RAC兩步標(biāo)定法[13])標(biāo)定每個(gè)攝像機(jī)，并進(jìn)而獲取全景攝像機(jī)系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。

2.2 現(xiàn)實(shí)空間到柱面全景的轉(zhuǎn)換關(guān)系

常用的全景圖主要有柱面全景和球面全景圖兩種類型。理想狀態(tài)下，地理現(xiàn)實(shí)應(yīng)該通過360°的攝像機(jī)直接轉(zhuǎn)換到柱面或球面空間上，但目前全景圖數(shù)據(jù)主要依靠單個(gè)攝像機(jī)在同一位置多角度直接拍攝、多個(gè)攝像機(jī)聯(lián)合拍攝等方式，然后對形成的影像進(jìn)行360°拼接生成[14]。一般不同角度上拍攝的單幅照片要求有一定的重合區(qū)域，以方便拼接。由于采集的這一組照片是攝像機(jī)在不同角度上拍攝的，不在一個(gè)投影平面上，相互間存在一定的夾角，直接拼接會造成視覺的不一致性，例如分割在兩幅照片上的同一條直線拼接變成折線。為了保持地理現(xiàn)實(shí)中物體的空間約束關(guān)系，需要將所有投影平面歸化到同一坐標(biāo)系下，構(gòu)造柱面全景就需要將其投影到柱面上。以圖3為例，地理實(shí)體P首先被在位置O的相機(jī)捕捉在相片L1或L2上，然后通過柱面投影轉(zhuǎn)繪到360°的圓柱面上，變成柱面全景的一部分。但是分析圖3可以得到，位置O處的攝像機(jī)將地理實(shí)體攝錄在相片L上，然后投影到柱面上的過程可以近似看成由地理實(shí)體直接映射到柱面上，即使地理實(shí)體在相鄰相片上重復(fù)出現(xiàn)，其柱面投影點(diǎn)也是一樣的。例如地理實(shí)體P在L1,L2上的點(diǎn)P1,P2投影到柱面時(shí)都為P′。

圖3 地理現(xiàn)實(shí)到全景序列的投影關(guān)系

問題的關(guān)鍵轉(zhuǎn)化為將空間點(diǎn)P(X，Y，Z)轉(zhuǎn)化為由柱面展開平面中的點(diǎn)P′(u,v)，即根據(jù)空間點(diǎn)的場景坐標(biāo)，計(jì)算出其在全景圖中像素點(diǎn)的位置(像素坐標(biāo)),如圖4所示。

圖4 世界坐標(biāo)下的投影關(guān)系

圖4中，點(diǎn)O為攝像機(jī)所在位置。為了方便計(jì)算，首先需要將大地坐標(biāo)系下的點(diǎn)P轉(zhuǎn)換到以相機(jī)位置O為中心的相機(jī)坐標(biāo)系中。

式中：R為3×3的正交單位矩陣；T為三維平移向量，可以根據(jù)點(diǎn)O和P的實(shí)際場景坐標(biāo)確定。

空間點(diǎn)位置表示是在一種直角大地坐標(biāo)系中，攝像機(jī)的位置可以根據(jù)其自身攜帶的GPS定位儀或攝像機(jī)標(biāo)定獲取其在同一世界坐標(biāo)中的位置坐標(biāo)(X0,Y0,Z0)。攝像機(jī)坐標(biāo)系是以攝像機(jī)為中心的三維直角坐標(biāo)系，其原點(diǎn)就是攝像機(jī)的光心，XY平面位于焦平面上，Z軸垂直于XY平面和光軸重合。結(jié)合攝像機(jī)標(biāo)定的結(jié)果和兩種坐標(biāo)系的定義方式可以得出兩個(gè)坐標(biāo)系在3個(gè)方向上的旋轉(zhuǎn)角依次為α,β,γ，則有

其中，

r11=cosαcosγ+sinαsinβsinγ,

r12=sinαcosβ,

r13=-cosαsinγ+sinαsinβcosγ,

r21=-sinαcosγ+cosαsinβsinγ,

r22=cosαcosβ,

r23=cosαcosγ+cosαsinβcosγ,

r31=cosβsinγ,

r32=-sinβ,

r33=cosβcosγ.

問題轉(zhuǎn)化為在同一攝像機(jī)坐標(biāo)系下空間某一點(diǎn)p求解透過透視投影在全景柱面上P′的位置，如圖5所示。

圖5 攝像機(jī)坐標(biāo)下的投影關(guān)系

在相機(jī)坐標(biāo)系中，全景圓柱面方程為

x′2+z′2=f2.

其中f為相機(jī)的焦距。直線OP中P′有

x′=tx,

y′=ty,

z′=tz.

其中H為圓柱面的高度。計(jì)算全景像素坐標(biāo),為

式中：u′，v′表示相片的分辨率；W，H表示圓柱展開面的寬度和高度，則du和dv為尺度因子，表示兩個(gè)方向上1個(gè)單位距離含有的像素個(gè)數(shù)。

基于球面全景的轉(zhuǎn)換方式可以由柱面方法類似推導(dǎo)得出。

圖6 柱面全景展開示意圖

圖7 弧形展開示意圖

2.3 糾變模型

本文提到的現(xiàn)實(shí)空間點(diǎn)轉(zhuǎn)換到全景序列的方法采用的是線性模型，假定現(xiàn)實(shí)空間點(diǎn)、像點(diǎn)以及攝像機(jī)的光心在同一直線上。但由于攝像機(jī)制作工藝以及鏡頭的畸變等因素，具體成像模型并不是嚴(yán)格的線性關(guān)系。為了保證地理空間數(shù)據(jù)記載的地理現(xiàn)實(shí)能夠準(zhǔn)確映射到全景圖上，必須對其進(jìn)行畸變糾正。

攝像機(jī)鏡頭產(chǎn)生的畸變主要有徑向畸變、離心畸變以及薄棱鏡畸變等3種。后兩種畸變產(chǎn)生的原因主要是因?yàn)橄鄼C(jī)和鏡頭在裝配過程中定位不準(zhǔn)造成的，一般不需要進(jìn)行考慮。徑向畸變是由光學(xué)鏡頭徑向曲率的變化所引起的變形，使得空間直線投影到平面時(shí)有可能會變成曲線，造成圖像點(diǎn)的偏移，而且離中心點(diǎn)越遠(yuǎn)，產(chǎn)生的扭曲變形就越大。因?yàn)閺较蚰Ｐ蜑橐环N幾何畸變，可以建立以下糾正模型：

u′=u+k1u(u2+v2)+ρu(u,v)，

v′=v+k2v(u2+v2)+ρv(u,v).

式中：k1u(u2+v2)和k2v(u2+v2)表示的是徑向畸變；k1和k2指的是徑向畸變參數(shù)，可以由攝像機(jī)標(biāo)定求得；ρu(u,v)和ρv(u,v)表示設(shè)置過程中產(chǎn)生的其它畸變。

根據(jù)計(jì)算得出的地理現(xiàn)實(shí)到像素坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，結(jié)合地理空間數(shù)據(jù)記錄的位置信息，將其一一對應(yīng)，就可以完成地理空間到全景序列影像的定位配準(zhǔn)。

3 可行性采樣檢驗(yàn)分析

全景序列影像是由多幅圖像經(jīng)過投影拼接而成，在處理的過程中可能會經(jīng)過其他一些處理，改變嚴(yán)格意義上地理現(xiàn)實(shí)與圖像平面間的對應(yīng)關(guān)系。為了驗(yàn)證某種情況下全景序列影像采用該方法能否用像素坐標(biāo)合理準(zhǔn)確地表示地理現(xiàn)實(shí)，客觀評價(jià)地理實(shí)體到全景序列影像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換質(zhì)量，可以通過非平均分布特征點(diǎn)采樣分析的方式進(jìn)行驗(yàn)證。通過比較特征采樣點(diǎn)處計(jì)算得出的像素坐標(biāo)是否與地理現(xiàn)實(shí)匹配來進(jìn)行評價(jià)。采樣比較的要求主要有兩點(diǎn)：①全景序列影像是在某一位置對周圍地理現(xiàn)實(shí)的360°復(fù)制，表達(dá)了真實(shí)場景中的所有信息，而空間地理數(shù)據(jù)僅是對最主要的地理現(xiàn)實(shí)進(jìn)行抽象，因此只需要保證全景序列影像中主要地理現(xiàn)實(shí)的像素坐標(biāo)準(zhǔn)確，特征部位的采樣點(diǎn)應(yīng)多于非特征部位；②地理現(xiàn)實(shí)到全景影像轉(zhuǎn)換誤差不可避免，應(yīng)當(dāng)允許采樣點(diǎn)比較時(shí)正確通過具有一定的容差空間，設(shè)定正確匹配的誤差閾值。根據(jù)攝像機(jī)工作原理，相同大小的地理現(xiàn)實(shí)根據(jù)距離遠(yuǎn)近在影像中表現(xiàn)的尺度不同：距離越近，表示的越詳實(shí)，占用的像素越多，反之亦然。因此設(shè)定的誤差閾值也應(yīng)當(dāng)有所不同，近處的誤差閾值要小于遠(yuǎn)處的誤差閾值，具體差別可根據(jù)其像素的表達(dá)能力確定。若某一像素所表達(dá)的地理現(xiàn)實(shí)尺度是另一像素表達(dá)地理現(xiàn)實(shí)尺度的n倍，則其允許的誤差閾值僅是這一像素允許值的1/n，例如某全景影像表達(dá)近處地理現(xiàn)實(shí)的分辨率是1m，表達(dá)遠(yuǎn)處地理現(xiàn)實(shí)的分辨率為10 m，當(dāng)?shù)乩憩F(xiàn)實(shí)映射到全景影像上時(shí)，誤差1個(gè)像素，近處實(shí)際僅相差1m，遠(yuǎn)處實(shí)際相差10 m。同時(shí)遠(yuǎn)處地理現(xiàn)實(shí)在進(jìn)行全景圖映射時(shí)更容易出現(xiàn)偏差，所以在進(jìn)行地理空間和全景影像配準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡可能選擇全景圖中定位精度更好、表達(dá)內(nèi)容更詳實(shí)的主要特征。圖8是一個(gè)具體的全景圖采樣點(diǎn)分布選取示例。

圖8 全景影像采樣點(diǎn)分布示例

圖8是車載全景相機(jī)在某一點(diǎn)拍攝拼接的全景序列影像，其中辦公樓為主要的特征地理現(xiàn)實(shí)。為了評價(jià)使用上文方法實(shí)現(xiàn)地理現(xiàn)實(shí)到該全景序列影像定位配準(zhǔn)的質(zhì)量，選取如圖8所示5個(gè)特征點(diǎn)(根據(jù)實(shí)際需要選擇采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，這里僅為說明方法的可行性)，其中A,B,C3點(diǎn)表示主要地理現(xiàn)實(shí)的特征部位，是進(jìn)行增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)定位配準(zhǔn)過程中重點(diǎn)關(guān)注的采樣點(diǎn)，D,E是其他位置的輔助特征點(diǎn)。利用GPS確定5個(gè)點(diǎn)的地理位置，計(jì)算理論上其在全景影像中的位置，根據(jù)各采樣點(diǎn)到鏡頭之間的距離確定允許的誤差。計(jì)算得出各個(gè)點(diǎn)的像素坐標(biāo)與實(shí)際影像中的差異，若在該點(diǎn)上允許的誤差范圍內(nèi)，則表示在該點(diǎn)處配準(zhǔn)有效，否則匹配不通過[15]。

在實(shí)際操作中，樣本空間越大，越有助于驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性[16]。根據(jù)實(shí)際精度需求和采樣點(diǎn)驗(yàn)證通過的幾率來確定采用該方法配準(zhǔn)有效。

4 結(jié)束語

基于全景序列影像的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)涉及到全景序列影像采集、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、場景顯示和交互等各個(gè)過程。地理現(xiàn)實(shí)與全景影像的轉(zhuǎn)換關(guān)系是實(shí)現(xiàn)這些過程的基礎(chǔ)，只有通過建立兩者間合適的轉(zhuǎn)換模型，實(shí)現(xiàn)地理現(xiàn)實(shí)與全景序列影像上位置關(guān)系的精確配準(zhǔn)，才能將各種地理空間數(shù)據(jù)和信息正確繪制在全景序列影像中，達(dá)到增強(qiáng)地理現(xiàn)實(shí)的作用。本文提供的地理現(xiàn)實(shí)和全景序列的轉(zhuǎn)換關(guān)系是在一種比較理想的狀態(tài)下給出的，假設(shè)攝像機(jī)在不同角度拍攝的照片在進(jìn)行全景拼接時(shí)不再進(jìn)行其他處理，能夠精準(zhǔn)無縫融合在一起。在實(shí)際配準(zhǔn)過程中，單幅照片可能由于拼接方式的不同需要進(jìn)行特殊變換，但這并不影響本方法適用的普遍性。

[1]游雄. 戰(zhàn)場環(huán)境仿真[M]. 北京：解放軍出版社，2012.

[2]高俊. 作戰(zhàn)空間認(rèn)知的新手段——“虛擬現(xiàn)實(shí)”與測繪保障[J]. 軍事測繪，1994,3(4)：3-7.

[3]GOODCHILD M F. Augmenting Geographic Reality [J], ESRIIndia, Bangalore[EB/OL]. http:∥www.csiss.org/aboutus/presentations/files/goodchild_boulder_sept02.pdf, 2010-08-20.

[4]P MILGRAM, F KISHINO. A taxonomy of mixed reality visual displays[A]. IEICE Transactions on Information Systems[C], Vol. E77-D, No. 12：1321-1329, 1994.

[5]王家耀，孫群，王光霞，等. 地圖學(xué)原理與方法[M]. 北京：科學(xué)出版社，2006.

[6]姜麗鳳. 全景圖拼接關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 濟(jì)南：山東理工大學(xué)， 2008.

[7]楊紅喆. 基于特征點(diǎn)的全景圖生成技術(shù)的研究[D]. 南寧：廣西大學(xué)，2008.

[8]SZELISKI R.Video mosaics for virtual environments[J]. Computer Graphics and Applications. 1996: 22-30.

[9]魏超，劉智，王番，等. 壓縮感知理論及其在圖像融合中的應(yīng)用[J]. 測繪工程，2013,22(2):30-33.

[10]S SMITH，J BRADY. A new approach to low-level image process， International Journal of Computer Vision [J]， 1997，23,(1):45～78.

[11]龔平. 基于點(diǎn)特征的全景圖合成方法研究[D]. 長沙：湖南師范大學(xué)，2005.

[12]方賢勇. 圖像拼接的改進(jìn)算法[J]. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，2003(11):1362-1365.

[13]R Y TSAI．A versatile camera calibration technique for high-accuracy 3D machine vision metrology using off-the-shelf TV cameras and lenses[J]．IEEE Journal of Robotics and Automation， RA-3(4)，August 1987：323-344.

[14]張欣. 全景拼接的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2012.

[15]張萬強(qiáng)，趙俊三，唐敏.無人機(jī)影像構(gòu)建三維地形研究[J].測繪工程，2014，23(3):36-41.

[16]婁博，耿則勛，魏小峰，等.利用屬性圖的遙感數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)松馳標(biāo)號匹配[J].測繪科學(xué)，2014，39(7)：136-139.

[責(zé)任編輯：張德福]

Study of registration method in augment geographical reality based on panorama

CHEN Ling-yu, JIA Fen-li, SONG Guo-min

(Institute of Surveying and Mapping, Information and Engineering University, Zhengzhou 450000, China)

It introduces the construction method of augment geographical reality based on panorama, and analyses the relationship and trend of research among the geographical reality, geospatial data and panorama. According to the theory of cylindrical projection, it provides a transition method from geospatial data to panorama, and realizes the registration from the virtual space to reality space. Then, a non-average sampling method for feasibility verification is given, which can make a theoretical foundation for the further study.

augment geographical reality; geospatial data; panorama; registration; feasibility verification

2013-09-27，2014-08-26補(bǔ)充更新

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41101437;41371382)；國家863計(jì)劃資助項(xiàng)目(2013AA12A202)

陳令羽(1987- )，男，博士研究生.

P208

：A

：1006-7949(2014)10-0004-05