石窟寺文物近景摄影测量三维数字化采集规程DB42／T 60003-2024.pdf

ICS 35.240.99 CCS Z 04 DB42 湖北省地方标准 DB42/T 60003 2024 石窟寺文 物近景摄 影测量三 维数字化 采集规程 2024-05-29 发布 2024-07-29 实施 湖 北 省 市 场 监 督 管 理 局 发 布 DB42/T 60003 2024 I 目 次 前言.III 引言.V 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 数 据采 集.2 6 数 据处 理.4 7 成 果数 据.4 8 成 果评 价.5 参考文 献.8 DB42/T 600032024 III 前 言 本文件 按照GB/T 1.1 2020 标 准化 工作 导则 第1 部 分：标准 化文件 的结 构和 起草规 则 的规 定起草。请注意 本文 件的 某些 内容 可能涉 及专 利。本文 件的 发布机 构不 承担 识别 专利 的责任。本文件 由湖 北省 文化 和旅 游厅归 口。本文件 起草 单位:云 冈研 究 院、浙 江大 学、山西 云冈 数字科 技有 限公 司。本文件 主要 起草 人:张焯、宁波、卢继 文、刁常 宇、何勇、欧阳 盼、周宇 超、谷立鹏、崔 晓霞。本文件 实施 应用 中的 疑问，可咨询 湖北 省文 化和 旅游 厅（湖 北省 文物 局），联 系电 话：027-68892361，邮箱；或者湖 北省 市场 监督 管理 局，联 系电 话：027-87811019，邮 箱：。DB42/T 60003 2024 V 引 言 为推进中 部六省 经济社 会 高质量发 展，山西 省市场 监督管理 局、安徽 省市场 监督管理 局、江西省市场监 督管理 局、河南 省市场监 督管理 局、湖北 省市场监 督管理 局、湖南 省市场监 督管理 局共 同组织制定 本区域 标准，在 中部六省 区域内 适用。DB42/T 60003 2024 1 石 窟寺文 物近景摄 影测量 三维数字 化采集 规程 1 范围 本文件 规定 了石 窟寺 文物 近景摄 影测 量三 维数 字化 采集的 一般 要求、数据 采 集、数据 处理、成果 数据及成 果评 价。本文件 适用 于石 窟寺 文物 数字化 采集。2 规范性 引用 文件 下列文 件中 的内 容通 过文 中的规 范性 引用 而构 成本 文件必 不可 少的 条款。其 中，注日 期的 引用 文件，仅该日 期对 应的 版本 适用 于本文 件；不注 日期 的引 用文件，其 最新 版本（包 括所有 的修 改单）适 用 于 本文件。GB/T 12979 近 景摄 影测 量规范 GB/T 18316 数 字测 绘成 果质量 检查 与验 收 GB/T 24356 测 绘成 果质 量检查 与验 收 GB 50026 工程 测量 规范 GB/T 50103 总 图制 图标 准（附 条文 说明）GB/T 50104 建 筑制 图标 准 GB 55018 工程 测量 通用 规范 CH/T 1004 测 绘技 术设 计 规定 CJJ/T 73 卫星 定位 城市 测量技 术规 范 JJG 100 全站 型电 子测 速 仪检定 规程 3 术语和 定义 WW/T 0063 界定 的以 及下 列 术语和 定义 适用 于本 文件。石窟寺 开凿于 山崖 上洞 窟式 的寺 院遗迹。来源：WW/T 0063-2015,3.2 近景摄 影测 量 利用对 物距 不大 于300m 的 目标物 摄取 的立 体像 对进 行的摄 影测 量。点云 以离散、不 规则 方式 分布 在三维 空间 中的 点的 集合。点云密 度 单位体 积上 点的 平均 数量。DB42/T 60003 2024 2 数字正 射影 像 经过正 射投 影改 正的 影像 数据集。4 一般要 求 4.1.1 平面基 准采 用 2000 国家 大 地坐标 系或 地方 坐标 系，高程基 准采 用 1985 国家 高 程基准 或地 方高程系。采用 地方 空间 基准，宜与 国家 空间 基准 建立 联系。4.1.2 采用自 定义 坐标 系，宜 与 2000 国家 大地 坐标 系或 地 方坐标 系建 立联 系。采用 自定义 高程 基准，宜与1985 国家 高程 基准 或 地方高 程系 建立 联系。4.1.3 采集数 据和 成果 数据 应采 用统一 命名 原则。4.1.4 采集数 据格 式应 符合 表1 要求。表1 采集 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，.osgb.数字正射影像.tiff，.jpg，.raw.视频数据.avi，.mp4.5 数据采 集 采集准 备 5.1.1 技术 设计 技术设 计应 包括 项目 概况、作业 依据、技术 方法、资源配 置、组织 设计、质 量检查、成 果清 单等 方面的内 容。其内 容编 写符 合CH/T 1004 的 相关 规定。5.1.2 近景 摄影 测量 重建 软件 的 精度指 标 根据技 术设 计书 的精 度要 求及输 出成 果格 式选 择适 宜的近 景摄 影测 量三 维重 建软件。5.1.3 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。5.1.4 全站 仪 全站仪 的仪 器校 准及 操作 流程宜 符合JJG 100 的相 关 操作规 定。5.1.5 GNSS 接收 设备 GNSS 接 收设 备的 仪器 校准 及操作 流程 宜应 符合CJJ/T 73 的 相关 规定。采集流 程 数据采 集流 程见 图1。DB42/T 60003 2024 3 图1 石窟寺 文物 近景 摄影 测量 作业流 程图 控制测 量 5.3.1 控制测 量应 符 合 GB 50026、GB 55018 的 规定。5.3.2 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。5.3.3 关键控 制点 的选 取结 合石 窟现场 情况 选择，必 要时 可添加 人工 标志 物。原始图 像数 据采 集 5.4.1 近景摄 影测 量图 像的 获取 可按 照 GB/T 12979 执行。提前设 计好 采集 的工 作参 数，确保 采集 数据的分辨 率优 于要 求成 果的 分辨率。5.4.2 数据采 集时 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。保障 图像 数据 的重 叠度，60%以上 重叠 度。5.4.3 应保证 被拍 摄目 标物 色彩 还原的 准确 度，色温 建议 控制 在 5500 k 500 k。5.4.4 根据现 场的 实际 情况，可 使用摄 影柔 光灯，拍 摄时 可使用 三脚 架或 单脚 架。5.4.5 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。5.4.6 现场拍 摄的 原始 数据 采用 RGB 色 彩无 损 RAW 格式 及 JPEG 格式 存储。近景摄影测量数据采集流程测区实地勘察方案设计原始数据采集数据预处理数据处理近景摄影测量数据控制测量控制点布设数据处理自动纹理映射精度验证与评定成果提交控制网观测DB42/T 60003 2024 4 原始图 像数 据预 处理 5.5.1 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。5.5.2 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。5.5.3 计算数 据的 格式 采 用 JPEG 格式。6 数据处 理 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 不 大于2 mm。坐标系 统转 换 6.2.1 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。6.2.2 使用绝 对坐 标的 整体 转换。6.2.3 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。降噪与 抽稀 6.3.1 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。6.3.2 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：宜采 用均 匀抽 稀，设定 统 一密度 进行 抽稀；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。7 成果数 据 三维模 型 7.1.1 采用点 云三 角化 的方 法建 立初步 模型。7.1.2 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。纹理映 射 7.2.1 纹理映 射的 阈值(三 角网 模型与 图像 对应 点偏 差值)不大 于2 mm。7.2.2 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。数字正 射影 像 7.3.1 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。7.3.2 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。7.3.3 图像输 出应 满足 成果 要求，分辨 率不 小 于 300 dpi。DB42/T 60003 2024 5 7.3.4 正射影 像图 按不 同比 例输 出时，相邻 两张 图像 不少 于 50%的重 叠区 域。7.3.5 正射影 像图 直采 用 TIFF 格 式存储。平面图、立 面图、剖 面图 7.4.1 平面图、立 面图、剖 面图 制作应 符 合 GB/T 50001、GB/T 50103、GB/T 50104、GB/T 12979 的规定。7.4.2 剖面图 直采 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。7.4.3 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 不 大 于5mm。8 成果评 价 点云数 据按 表 2 点云 数据 检查质 量元 素与 详查 内容 评价。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 l.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。三维模 型按 表 3 三维 模型 检查质 量元 素与 详查 内容 评价。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 l.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；b）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。DB42/T 60003 2024 6 表3 三维 模型 检查 质量 元 素与详 查内 容（续）质量元素 详查内容 三角网模型正确性 l.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。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2mm以内。8.带纹理三角网模型，其纹理 需清晰，每2mm*2mm 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。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。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 l.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.图像清晰度的纹理表现。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。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。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。DB42/T 60003 2024 7 表5 平面 图、立面 图、剖 面图检 查质 量元 素与 详查 内容（续）质量元素 详查内容 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。评价方 法应 按 照 GB/T 24356、GB/T 18316 的 规定 进 行。DB42/T 60003 2024 8 参考文 献 1 GB/T 14950 摄影 测 量与遥 感术 语 2 WW/T 0063-2015 石 质文物 保护 工程 勘察 规范