DB14 T 1927—2019 石窟寺文物摄影测量三维数字化采集规程.pdf

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1、ICS 35.240.99 L 70 DB14 山西省 地方标准 DB 14/T 1927 2019 石窟 寺 文物摄影测量三维数字化采集规程 2019 - 09 - 11发布 2019 - 11 - 11实施 山西省市场监督管理局 发布 DB14/T 1927 2019 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 一般要求 . 2 5 采集准备 . 2 6 数据格式 . 3 7 数据采集 . 3 8 数据处理 . 5 9 成果数据 . 5 10 成果评价 . 6 DB14/T 1927 2019 II 前 言 本标准按照 GB/T 1

2、.1-2009给出的规则起草。 本标准由山西省文物局提出并监督实施。 本标准山西省文物保护标准化技术委员会（SXS/TC03 ）归口。 本标准主要起草单位：云冈石窟研究院。 本标准参与起草单位：浙江大学、山西云冈数字科技有限公司、大同市勘察测绘院。 本标准主要起草人：张焯、卢继文、宁波、刁常宇、何勇、欧阳盼、周宇超、谷立鹏、崔晓霞。 DB14/T 1927 2019 1 石窟寺文物摄影测量三维数字化采集规程 1 范围 本标准规定了石窟寺文物摄影测量三维数字化采集的术语和定义、一般要求、采集准备、数据格式、 数据采集、数据处理、成果数据及成果评价。 本标准适用于石窟寺文物数字化采集。 2 规范性

3、引用文 件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 12898 国家三、四等水准测量规范 GB/T 14950 摄影测量与遥感术语 GB/T 15314 精密工程测量规范 GB/T 17941 数字测绘成果质量要求 GB/T 18314 全球定位系统（ GPS）测量规范 GB/T 18316 数字测绘成果质量检查与验收 GB/T 18894 电子文件归档与管理规范 GB/T 24356 测绘成果质量检查与验收 GB/T 50001 房屋建筑制图统一标准 GB/T 5

4、0103 总图制图标准 (附条文说明 ) GB/T 50104 建筑制图标准 CH/T 1004 测绘技术设计规定 CH/T 9016 三维地理信息模型生产规范 CJJ/T 8 城市测量规范 CJJ/T 73 卫星定位城市测量技术规范 JJG 100 全站型电子速测仪检定规程 JJG 2101 数字水准仪检定规程 田野考古工作规程修订版 (2009) 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 石窟寺 依着山势，从山崖壁面向内部纵深开凿的庙宇建筑，内有造像、壁画等。 DB14/T 1927 2019 2 3.2 近景摄影测量 利用对物距不大于 300 m的目标物摄取的立体像对进行的摄

5、影测量 。 3.3 点云 以离散方式分布在三维空间中的点的集合。 3.4 点云密度 单位体积上点的平均数量。 3.5 点间距 点云中相邻两点之间的距离。 3.6 纹理模型 带有纹理信息的三维实体表面模型。 3.7 数字正射影像 利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片、遥感影像（单色 /彩色），经逐个象元进行投 影差改正，再按影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影像数据。 4 一般要求 4.1 平面基准采用 2000国家大地坐标系。 4.2 高程基准采用 1985国家高程基准。 4.3 地面三维激光扫描作业及产品涉及的日期采用公元纪年，时间采用北京时间 。 5 采集准备 5.1 技术设计 应符

6、合 CH/T 1004的规定。 5.2 仪器检校 5.2.1 近景摄影测量重建软件的精度指标 DB14/T 1927 2019 3 根据技术设计书的精度选择适宜的近景摄影测量三维重建软件。 5.2.2 数码相机 能够正常拍摄图像，内存卡容量应充足；外置同轴相机 需进行参数校正。 5.2.3 全站仪 应符合 JJG 100的规定。 5.2.4 GNSS接收设备 应符合 CJJ/T 73的规定。 5.2.5 水准仪 应符合 JJG 2101的规定。 6 数据格式 应符合表 1的要求。 表 1 数据格式 数据类型 数据格式 点云 .xyz,.pts,.obj 控制点、标靶点 .txt,.pts,.p

7、tx 纹理模型 .3ds,.obj 数字正射影像 .tiff,.jpg 视频数据 .avi,.mp4 7 数据采集 7.1 采集流程 采集流程见图 1。 DB14/T 1927 2019 4 图 1 石窟寺文物近景摄影测量三维重建作业总体流程图 7.2 控制测量 7.2.1 控制测量应按照 GB 50026进行。 7.2.2 控制测量与影像采集同时进行，关键控制点的选取结合影像采集人员的具体需求。 7.3 原始图像数据采集 7.3.1 数据采集宜围绕整个场景均匀的拍摄若干照片，多角度、全方位的进行图像采集。确保数据完 整性。 7.3.2 多角度对整个场景进行覆盖拍摄，避免出现拍摄死角。尽可能采

8、用相同焦距拍摄。 7.4 原始图像数据预处理 7.4.1 图像数据预处理， 采用专业图像处理软件进行图像的色彩调节。 7.4.2 图像预处理时，要逐一检查图像的失焦情况，应整体调节图像的曝光和色彩。 7.4.3 计算数据的格式采用 JPEG格式进行图像预处理。 DB14/T 1927 2019 5 8 数据处理 8.1 点云数据拼接与误差改正 点云数据拼接宜结合数据采集情况和技术设计要求 ,可选择直接拼接法和间接拼接法。点云的站间 拼接精度 2 mm。 8.2 坐标系统转换 8.2.1 石窟寺文物三维扫描点云，应根据物体体量不同，选择不同坐标系统转换方式。 8.2.2 使用绝对坐标的整体转换。

9、 8.2.3 应采用 3个及以上、分布均匀的同名点进行坐标系转换，通过参数模型解算点云坐标系和绝对 坐标系之间的转 换参数，坐标转换中误差应不大于 2 mm。 8.3 降噪与抽稀 8.3.1 点云数据中存在脱离采集对象的异常点、孤立点，应采用滤波方法进行点云数据降噪处理 。 8.3.2 根据处理点云的软硬件条件和项目需要，对点云数据抽稀应符合下列规定： a) 宜采用均匀抽稀，设定统一密度进行抽稀； b) 保持特征的抽稀，根据法向量变化和曲率识别特征区域，自适应进行抽稀，抽稀后点云在比较 平坦的地方（法向量近似平行）保留较少的点，在表面曲率较大的地方保留较多的点。 9 成果数据 9.1 三维模型

10、 9.1.1 采用点云三角化的方法建立初步模型。 9.1.2 采用孔填充、边修补、简化和细 化、光滑处理等技术手段对初步模型进行优化。 9.2 纹理映射 9.2.1 纹理映射的阈值（三角网模型与图像的对应点偏差值） 2 mm。 9.2.2 纹理映射完成后检查图像和三角网模型的匹配质量，对于超过阈值的映射成果应重新选取同名 点对，重新纹理映射。 9.2.3 纹理映射完成后检查图像和三角网模型的匹配质量，对于超过阈值的映射成果应重新选取同名 点对，重新纹理映射。 9.3 数字正射影像 9.3.1 数字正射影像图的作业流程应包括点云正摄纠正、图像数据预处理、构建三角网、纹理映射、 图像输出、图像融合

11、、图像裁切等过程。 9.3.2 正射影像图应无明显配准痕迹，图像色彩应接近真彩色，纹理 应清晰，色调应均匀，反差应适 中。 9.3.3 图像输出应满足成果要求，分辨率不小于 150 dpi。 9.3.4 正射影像图按不同比例输出时，相邻两张图像不少于 25%的重叠区域。 9.3.5 正射影像图宜采用 TIFF格式存储。 9.4 平面图、立面图、 剖面图 DB14/T 1927 2019 6 9.4.1 平面图、立面图、剖面图制作应符合 GB/T 50001、 GB/T 50103、 GB/T 50104的规定。 9.4.2 剖面图宜采用点云切片方式绘制，使切片点云投影到平面，基于投影点云描绘。

12、 9.4.3 点云采集不全或无法准确获取结构尺寸时，对目标物交接关系明确的，根据露明部分尺寸推算 隐蔽尺寸，反推算的结果应特别说明。 平面 图、立面图、剖面图的结构尺寸应实地检核，中误差5 mm。 10 成果评价 10.1 点云数据按表 2点云数据检查质量元素与详查内容评价。 10.2 三维模型按表 3三维模型检查质量元素与详查内容评价。 10.3 数字正射影像图按表 4数字正射影像图检查质量元素与详查内容评价。 10.4 平面图、立面图、剖面图按表 5平面图、立面图、剖面图检查质量元素与详查内容评价。 10.5 评价方法应按照 GB/T 24356、 GB/T 18316的规定进行。 表 2

13、 点云数据检查质量元素与详查内容 质量元素 详查内容 点云覆盖情况 1.原始点云密度 。 2.原始点云噪点情况 。 3.原 始点云点间距 。 4.处理后点云密度 。 5.处理后点云完整性 。 6.处理后点云是否有分层，以配准精度为准。 点云着色情况 具有真实 RGB信息 表 3 三维模型检查质量元素与详查内容 质量元素 详查内容 点云模型正确 性 1.点云模型单位选择： mm。 2.检查标靶点云完整性 ： a)两扫描站之间公共标靶数目； a)标靶分布情况； c）标靶拟合精度； d）扫描站间的配准精度。 3.检查点云模型的可靠性 ： a）单扫描站云数据无相对偏移； b）点云数据噪声情况 。 4.

14、检查点云数据是否有分层 。 三角网模型正 确性 1.三角网模型的单位： mm。 2.三角网模型的空间位置是否正确，保证其与原始点云的空间位置一致 。 3.无关模型是否删除干净。即与被测物体不相关的点云，如行人、飞鸟、标靶球等 。 4.三角网模型表面完整，无孔洞 。 5.三角网模型无重叠面。即模型无分层，无面的重叠，以避免模型显示、纹理映射时 出错，同时减少无用模型 。 DB14/T 1927 2019 7 6.三角网模型表面平滑，无钉状物 。 7.三角网模型要清晰体现被测物体的细节，保证模型的表面精度为 2 mm以内 。 8.带纹理三角网模型，其纹理需清晰，每 2 mm*2 mm的范围内需有一

15、个有效像素 。 9.带 纹理三角网模型，其纹理需明暗适中，不允许有接缝出现 。 10.带纹理三角网模型，其纹理需完整，不允许有空洞出现。 表 4 数字正射影像图检查质量元素与详查内容 质量元素 详查内容 数学精度 平面位置精度 数据及结构正确 性 1.数据组织和文件命名的正确性 。 2.数据格式的正确性 。 3.数据的坐标系统和投影的正确性 。 4.原始数据使用的正确性 。 5.图像分辨率的正确性。 图像质量 1.图像色调和反差 。 2.图像清晰度和纹理表现 。 3.图像配准和接边质量 。 4.图像外观质量 (噪声、云块、划痕、斑点、污迹等 )。 5.图像色彩。 资料质量 1.元数据文件的正确性、完整性 。 2.其它文档资料的正确性、完整性。 表 5 平面图、立面图、剖面图检查质量元素与详查内容 质量元素 详查内容 数据正确性 1.外形结构完整、表达清楚 。 2.文字描述准确性 。 3.尺寸标注正确性 。 4.比例尺正确性 。 5.图例表达合理性 。 6.与多项已有资料或多项设计资料矛盾情况。 数据格式 1.dwg、 .dxf格式 。 2.jpeg、 .tga、 .png、 .tiff等。 资料质量 1.元数据文件的正确性、完整性 。 2.其它文档资料的正确性 、完整性。 _