CN101826275A - 在连续地理信息三维影像上标注信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在连续地理信息三维影像上标注信息的方法，它包括以下步骤：步骤(1)、在连续地理信息三维影像中的第一影像上插入具有标注信息的第一矩形图像；步骤(2)、在第一影像上变形矩形图像内的标注信息，得到标注信息变形后的第二矩形图像，记录第二矩形图像的两对角点在第一影像中的二维坐标；步骤(3)、计算得到第二矩形图像的两对角点的大地坐标；步骤(4)、保存第二矩形图像和第二矩形图像的两对角点的大地坐标；步骤(5)、将第二矩形图像伸缩变形后插入到连续地理信息三维影像中的其它影像上，信息被标注在其它连续地理信息三维影像上；本发明使得标注的内容很好地融合到场景之中，操作简单，工作量小，效率高。

Description

在连续地理信息三维影像上标注信息的方法

技术领域

本发明涉及地理信息服务、测绘等技术领域，具体涉及连续地理信息影像，如互联网服务中的连续街景影像等，可应用于网站地图服务(WebGIS)、地理信息系统(GIS)。

背景技术

随着计算机技术和通讯技术的飞速发展，互联网服务已经在全球范围内成为了信息技术产业的一个新趋势。其原因就在于互联网服务的普及型、简易性，以及它所具备的能够提供综合的、无缝的用户体验的性能。

二维电子地图是基于Internet，利用成熟的网络技术、通信技术、GIS(地理信息系统)技术，一种新的实现地图服务的方式。

使用传统的二维地图的服务方式，虽然能通过已知地名查阅其所在位置，甚至按比例尺推算出两地间的实际距离，但传统二维地图因其具有版面有限和平面存在形式的局限性，用途和商业价值有限。用户使用时始终只能机械地照搬，难以在脑海中形成真实的影像，真实观感需求得不到满足。

连续地理信息三维影像，如连续街景三维影像等(在此技术中所应用的街景影像均为具有大地坐标的可测量影像，如武汉立得空间信息技术发展有限公司提供的连续街景三维影像，见http:www.ishowchina.com)，是传统二维地图服务与实物相结合的产物，是一种使用户足不出户就可以了解或掌握街景实况的运用技术。该技术不仅具备所有二维地图服务功能，其最大特点是，用户可以通过互联网直接浏览街景影像，同时支持行程预览服务，功能强大，服务扩展前景广阔，商业价值极大。该技术成功实现了仿真视觉效果呈现，沿途会遇到什么建筑，沿途的岔路口该如何走，用户就像身临其境在城市街道中行走，所有路途中的景物均为三维动态呈现。

连续地理信息三维影像(街景照片)具有以下特点：

1、用户在互联网上能够浏览连续街景影像，街景影像间隔为4～8米；

2、用户在地图上点击街道上某点位置，便能够调出该点或距离该点最近的街景影像，并可以选择沿街道前进、后退浏览影像。

连续地理信息三维影像中包括两种数据：

1、街景影像：用相机拍摄的街景照片，每张影像都带有内方位信息(主点位置、焦距与畸变改正系数)与外方位信息(大地坐标与姿态角)；

2、三维点云：连续地理信息三维影像及影像外部上具有真实场景的离散点云，每个点记录了大地坐标信息。

其中的影像数据为前台展示数据，用户可以看见，也可以在其上进行操作；三维点云数据是后台数据，用户并不知道其存在。这两种数据在使用前已经被精确的配准。

通过以上两种数据结合，使得标注动作形式上是在二维图像上操作的，实则是在三维空间中完成的。由于标注内容有三维坐标，因此能够在其他街景影像上的相应位置进行反投。这样就实现了在面向互联网服务的连续街景影像上增加动态信息标注。

目前，在连续地理信息二维或三维影像上标注信息的方法，均是在每张影像上分别标注，操作复杂，工作量大，效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种在连续地理信息三维影像上标注信息的方法，该方法只在连续地理信息三维影像中的一张上标注，而所标注的内容在前后若干张影像上都能在其原始影像上的相应位置上被正确显示，使得标注的内容很好地融合到场景之中，操作简单，工作量小，效率高。

本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：

在连续地理信息三维影像上标注信息的方法，它包括以下步骤：

步骤(1)、在连续地理信息三维影像中的第一影像上插入具有标注信息的第一矩形图像；

步骤(2)、在第一影像上变形矩形图像内的标注信息，使得标注信息与第一影像匹配，得到标注信息变形后的第二矩形图像，记录第二矩形图像的两对角点在第一影像中的二维坐标；

步骤(3)、根据第一影像中的三维点云和两对角点在第一影像中的二维坐标，计算得到第二矩形图像的两对角点的大地坐标；

步骤(4)、保存第二矩形图像和第二矩形图像的两对角点的大地坐标；

步骤(5)、根据第二矩形图像的两对角点的大地坐标，将第二矩形图像伸缩变形后插入到连续地理信息三维影像中的其它影像上，信息被标注在其它连续地理信息三维影像上；

上述矩形图像中，标注信息以外的部分均设为透明。

上述方案中，步骤(5)具体为：

步骤(5.1)、调取连续地理信息三维影像中第二影像，根据第二矩形图像的两对角点的大地坐标，计算得到第二矩形图像的两对角点在第二影像中的二维坐标；

步骤(5.2)、根据两对角点在第二影像中的二维坐标，将第二矩形图像伸缩变形后插入到第二影像上，信息被标注在连续地理信息三维影像中的第二影像上。

本发明方法的优点在于：

1、用户能够在影像上进行标注，标注的内容可以是文本、图片与三维模型等。所标注的内容不但存储有方位信息，同时包含相应的三维坐标，通过这些信息可以在前后街景影像上的相应位置进行配准，这样所标注的内容在前后若干张影像上都能在其原始影像上的相应位置上被正确显示，使得被标注的内容融合到场景之中。

给用户三维立体的真实感受。一路向前浏览影像，无论您是转身回走还是侧身转向亦或是从天而降，标注都会随着您的走近而放大，随着您的走远而缩小，随着你的转身而出现或消失，仿佛那本来就是耸立在街头的地标一样。

2、该方法只在连续地理信息三维影像中的一张上标注，而所标注的内容在前后若干张影像上都能在其原始影像上的相应位置上被正确显示，使得标注的内容很好地融合到场景之中，操作简单，工作量小，效率高，节约更新影像的成本。

3、在不增加更新影像成本的前提下，及时的更新影像中个别的内容。如果一段影像刚刚制作完成，可是在这段影像的某个地方，一个大酒店正在建设中，3个月后酒店就开业了，有了动态标注，您可以不用更新整段影像来更新这个酒店，在酒店的位置增加一个图片标注即可，节约更新影像的成本，同时实时的更新影像内容。

附图说明

图1为具有标注信息的第一矩形图像示意图

图2为在第一影像上插入第一矩形图像示意图

图3为标注信息变形后的第二矩形图像示意图

图4为保存的第二矩形图像示意图

图5-7为第二矩形图像伸缩变形后插入到连续地理信息三维影像中的其它影像上的示意图

图8为在其它影像上插入第二矩形图像的流程图

具体实施方式

本发明方法实施例，它包括以下步骤：

步骤(1)、在连续地理信息三维影像中的第一影像上插入具有标注信息的第一矩形图像(如图1所示)；

步骤(2)、如图2所示，用flash编辑器在第一影像上拖动标注信息的四个角，变形矩形图像内的标注信息，使得标注信息与第一影像匹配，此时，第一矩形图像随标注信息变形而伸缩变化，得到标注信息变形后的第二矩形图像(如图3所示)，记录第二矩形图像的两对角点(图4中的点1、2)在第一影像中的二维坐标(x1，y1)、(x2，y2)；

步骤(3)、根据第一影像中的三维点云和两对角点在第一影像中的二维坐标，计算得到第二矩形图像的两对角点的大地坐标(lon1，lat1，z1)、(lon2，lat2，z2)；

基于近景摄影测量原理，一对可量测实景影像(Digital Measurable Image，简称DMI)记录了摄影范围内空间对象的三维立体空间，通过同名点匹配技术和摄影测量交会计算，可以获取目标地物的空间三维坐标。因此影像存在于三维立体空间中，在后台根据第一影像的三维点云数据，以及图片的每个象素坐标与空间地理位置关联关系，把(x1，y1)、(x2，y2)分别还原为物理空间的三维坐标信息：(lon1，lat1，z1)、(lon2，lat2，z2)。

投影公式：平面向量＝相机方位信息矩阵*空间向量。

反投公式：空间向量＝相机方位信息逆矩阵*平面向量。

用户在影像上标注的时候，会选择一个点，由该点在影像上的坐标与该影像的内方位与外方位信息，可得到该影像拍摄时相机中心与该点连线的直线方程。该直线与三维点云相交于一点，这点即为标注内容在大地坐标系下的坐标。也即，通过带方位信息的影像与三维点云这两种数据的结合，使得标注动作形式上是在二维图像上操作的，实际上则是在三维空间中完成的，每次标注都生成一个三维坐标。由于标注内容有三维坐标，因此能够在其他街景影像上的相应位置进行反投。

步骤(4)、保存第二矩形图像(如图4所示)和第二矩形图像的两对角点(1、2)的大地坐标；

步骤(5)、如图8所示，根据第二矩形图像的两对角点的大地坐标，将第二矩形图像伸缩变形后插入到连续地理信息三维影像中的其它影像上，信息被标注在其它连续地理信息三维影像上；具体为：

步骤(5.1)、调取连续地理信息三维影像中第二影像，根据第二矩形图像的两对角点的大地坐标和第二影像中的三维点云，计算得到第二矩形图像的两对角点在第二影像中的二维坐标(x¹1，y¹1)、(x¹2，y¹2)；

步骤(5.2)、如图5-7所示，根据两对角点在第二影像中的二维坐标，将第二矩形图像伸缩变形后插入到第二影像上，信息被标注在连续地理信息三维影像中的第二影像上。

根据两对角点在第二影像中的二维坐标，可以计算出第二矩形图像的宽度w和高度h；创建浏览器渲染图像标签<img/>，设置该标签的src属性为指向第二矩形图像的网络路径，对该标签的css属性的left、top、width、height分别赋值为：x1、y1、w、h；把创建的<img/>标签加入容器标签中，并设置容器标签的css属性的overflow特性为hidden(该设置可以保证无论第二矩形图像的两对角点的二维坐标是否位于第二影像中，第二矩形图像均能正常显示)，至此已将第二矩形图像伸缩变形后插入到第二影像上，信息被标注在连续地理信息三维影像中的第二影像上。第二矩形图像中超出第二影像的标注信息均不显示。

当浏览影像1前(后)第n张的第二影像时，第二影像同样存在于三维立体空间中，根据图片的每个象素坐标与空间地理位置关联关系，分别对(lon1，lat1，z1)、(lon2，lat2，z2)进行反投计算，得出(x¹1，y¹1)、(x¹2，y¹2)。

上述矩形图像中，标注信息以外的部分(如图4中3、4所指部分)均设为透明。

Claims (2)

1.在连续地理信息三维影像上标注信息的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤(1)、在连续地理信息三维影像中的第一影像上插入具有标注信息的第一矩形图像；

步骤(2)、在第一影像上变形矩形图像内的标注信息，使得标注信息与第一影像匹配，得到标注信息变形后的第二矩形图像，记录第二矩形图像的两对角点在第一影像中的二维坐标；

步骤(3)、根据第一影像中的三维点云和两对角点在第一影像中的二维坐标，计算得到第二矩形图像的两对角点的大地坐标；

步骤(4)、保存第二矩形图像和第二矩形图像的两对角点的大地坐标；

步骤(5)、根据第二矩形图像的两对角点的大地坐标，将第二矩形图像伸缩变形后插入到连续地理信息三维影像中的其它影像上，信息被标注在其它连续地理信息三维影像上；

上述矩形图像中，标注信息以外的部分均设为透明。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(5)具体为：

步骤(5.1)、调取连续地理信息三维影像中第二影像，根据第二矩形图像的两对角点的大地坐标，计算得到第二矩形图像的两对角点在第二影像中的二维坐标；

步骤(5.2)、根据两对角点在第二影像中的二维坐标，将第二矩形图像伸缩变形后插入到第二影像上，信息被标注在连续地理信息三维影像中的第二影像上。

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