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

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 1.1-2009 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 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 50103 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 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 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,.ptx 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。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 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、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。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 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.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。_