虛擬地理環(huán)境中全景圖深度信息恢復與應用

徐錚，李鋒，蒲泓亦，盧雪

1. 信息工程大學 地理空間信息學院，鄭州 450000；

2. 92292 部隊，青島 266000

1 引 言

虛擬地理環(huán)境（virtual geographic environment，VGE)是真實地理環(huán)境在計算機中的逼真模擬和數字化表達（龔建華等，2010；林琿等，2013)，通過數字地表模型、遙感影像、地物模型等測繪數據構建的三維虛擬場景，用戶可以借助VR 設備在三維虛擬場景中沉浸式地體驗地理現(xiàn)象并開展地理實驗（譚力恒等，2019)。全景圖是將全景相機固定在某一位置，通過旋轉相機拍攝多張照片拼接成全景圖像（鐘力等，1999)，能夠提供與現(xiàn)實世界一致的全視野視覺體驗。空中全景圖（周智勇和丁玉蘭，2016)是在高空拍攝的全景圖像，可提供高空俯視、遨游天空的體驗感。伴隨無人機和全景獲取技術的快速發(fā)展，眾源全景圖像數量劇增。眾源全景圖像能夠記錄大量的目標內容，包括重要城市、港口、出海口等。目前，空中全景圖像和虛擬地理環(huán)境融合的應用日趨增加，空中全景圖像已經成為虛擬地理環(huán)境重要的組成部分。由于全景圖像成像過程中缺失深度信息，僅能提供用戶真實的觀察感，無法提供深度信息，極大限制了虛擬地理環(huán)境中空中全景圖像的應用。

國內外學者對全景圖像深度信息獲取和處理做了大量的研究。Fangi 和Nardinocchi（2013)首先提出球面攝影測量的概念，使用空間后方交會法解算球面全景圖像的外方位元素，獲取深度信息，主要用于歷史文物和建筑記錄。啟發(fā)于傳統(tǒng)圖像多視圖立體幾何原理，大量研究采用多目（n≥2)視覺全景圖像方法獲取空間點到鏡頭中心的距離。……