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[2018年IEEE国际海洋计量研讨会：学习测量海洋健康参数（MetroSea） - 意大利巴里（2018.10.8-2018.10.10）] 2018年IEEE国际海洋计量研讨会：学习测量海洋健康参数（MetroSea） - 水下环境中珊瑚详细尺寸与色度重建的摄影测量方法初步评估
摘要： 利用3D扫描技术在不移动海洋生物构造体的情况下获取其三维彩色模型，这对?；は钟泻Ｑ蠖参锶郝渚哂兄匾壑?。精确测量体积、表面积及其他形态特征的需求，有助于增进对造礁物种的认知。通过这种方法，可以描述它们对海底地形的改造作用，监测其形态随局部环境条件的变化，并评估某些对气候变化敏感物种的三维结构与色彩特征。由于作业环境存在光照条件差异和颗粒物浓度变化，加之需要高性能密封防护及设备便携性等要求，使得现有三维形态重建技术中的可选方案受到限制。本研究的核心思路是采用摄影测量技术开展水下调查。具体而言，通过实验室规模的测试，使用两种不同相机镜头对水中和空气中的小型物体进行全面细致分析，以明确所选方案的有效性与局限性。本文的另一贡献是运用色彩校正算法来修正场景光照条件，从而提升目标物体的三维重建质量。研究证明该算法能有效解决多视角彩色图像中的色彩失配问题。结果表明，所生成的三维模型无论在水中还是空气环境下均能清晰呈现细节特征。图像预处理步骤显著提高了特征点匹配识别率，并确保物体整体重建效果不受环境光照变化影响。
关键词： 水下三维重建、精细扫描、图像处理、摄影测量、色彩校正
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于激光摄影测量的图像三维重建策略尺度精度评估
摘要： 水下摄影测量领域的快速发展使科学家能够制作精确的三维（3D）模型，这些模型如今越来越多地用于局部重点区域的呈现与研究。本文针对GPS拒止环境下使用单目相机（常见于深海场景）进行大尺度三维重建与导航融合策略的系统分析缺失问题，以及由此产生的模型误差评估不足展开研究?；谖颐窍惹袄眉す獗瓿叨栽硕指唇峁梗⊿fM）三维模型进行自动尺度估算的工作，本文提出了自动尺度精度框架。通过蒙特卡洛模拟传播图像特征与激光光斑检测的关联不确定性，独立评估每个尺度误差估算的置信水平，并通过分析最终估算行为验证了模拟迭代次数。为便于检测大幅衰减激光束并评估其不确定性，我们开发了自动激光光斑检测方法，其主要创新点在于基于径向递减强度激光光斑的特征形状恢复来估算不确定性。 研究采用2017年SUBSAINTES航次（doi:10.17600/17001000）获取的两种不同勘测场景，分析了增量式/全局SfM与导航数据先验/后验使用四种重建策略组合的效果。结果表明：非连续图像多重重叠的勘测无论采用何种策略（SfM或导航融合）都能获得近乎一致的解；而弱连接顺序采集图像的勘测若优化时不纳入导航数据，则易产生大尺度形变（穹顶效应）。因此复杂勘测模式显著受益于多目标束调整导航融合。最优策略生成的模型误差估算显示：中心区域误差约1%，边缘区域始终低于5%。研究还评估了多勘测数据组合的效果——在多勘测问题优化中引入额外向量成功补偿了基于水下超短基线（USBL）导航数据的偏移变化，从而最小化了矛盾导航先验的影响。结果同时表明：在勘测过程中不同位置和时间点采集大量评估数据至关重要。
关键词： 导航融合、激光洁牙器、不确定性估计、运动恢复结构、蒙特卡罗模拟、激光光斑检测、计量学、水下三维重建、多目标束调整、尺度漂移评估、摄影测量学
更新于2025-09-11 14:15:04