一种航空影像的三维重建全局优化方法

作     者：杨阿华 张强 杨阿锋 常鑫 YANG Ahua;ZHANG Qiang;YANG Afeng;CHANG Xin

作者机构：北京跟踪与通信技术研究所北京100094 杭州电子科技大学通信工程学院杭州310018 

出 版 物：《测绘科学》 (Science of Surveying and Mapping)

年 卷 期：2023年第48卷第11期

页      面：125-135页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 081602[工学-摄影测量与遥感] 0816[工学-测绘科学与技术] 

主　　题：三维重建 全局优化 共面约束 光束法平差 SBA 

摘      要：针对大规模航空影像三维重建全局优化的存储开销大、无法整体求解的问题,提出了一种改进的全局优化方法。该方法基于同名点对应的同名光线与基线共面这一约束,以相机参数为未知量,由影像间的同名点建立约束方程组,运用非线性最小二乘法迭代求解,最终得到各相机优化后的参数。与传统光束法平差相比,在约束方程中消除了空间点三维坐标,大幅减少了未知量,降低了优化时的存储开销和计算量;同时在构造约束方程组时,直接生成法矩阵,使矩阵规模与同名点数量无关,进一步降低了存储开销,从而能够联立大量影像、引入更多的同名点进行全局优化。基于序列航空影像、采用本方法和SBA源码包进行对比实验,结果表明,在近似垂直摄影且影像规模在千幅级情况下,本方法的内存开销较SBA显著降低,单次迭代时间和收敛速度均优于SBA,且相对精度和绝对精度亦优于SBA,证明利用两视图共面约束进行三维重建全局优化和摄影测量加密的可行性、有效性和优势。