基于全景序列影像的增强地理现实构建理论与技术研究

随着增强现实理论与技术的进步以及全景成像技术的发展，将二者相结合并与虚拟地理环境的理论与技术相衔接，构建基于全景序列影像的增强地理现实已成为众多领域的应用需求,也将对地图学扩展研究领域、充实学科内涵起到重要作用。.本课题拟将地理空间数据、全景序列影像以及增强现实技术的结合作为切入点，研究基于全景序列影像的增强地理现实这一新型地理空间认知工具的构建模式及其显示、漫游与交互等技术，并根据空间认知理论，对该工具进行实验与评估，总结基于全景序列影像的增强地理现实的空间认知规律。.本课题拟实现融合地理空间数据的基于全景序列影像的增强地理现实显示系统。并在系统所构建的环境中实现三维信息查询、检索、量算等空间信息系统功能与图像管理功能。研究成果还计划包括对研究过程中理论方法的总结和对基于全景序列影像的增强地理现实的空间认知问题的总结与归纳。

作为一种全新的空间认知手段，基于全景影像的增强地理现实具有数据获取方便、现势性强、成本低廉等特点。本项目借助全景影像和地理空间数据两者的优势，提出一种成本低效果好的增强地理现实方法，进行了基于全景序列影像的增强地理现实构建理论与技术研究。首先提出了将全景影像应用于增强地理现实的基本概念，描述了基于全景影像增强地理现实中各要素之间的关系，解释了全景影像和地理空间信息的融合内容，形成了基于全景影像的增强地理现实的理论和技术框架；然后按照技术框架，实现了全景影像和地理空间数据之间的三维注册，根据全景影像的自身特点，提出一种模糊匹配的快捷方法，特别是研究了基于单摄点和多摄点的两种地理现实到全景影像地理匹配的方法；研究了地理信息在全景影像上的表达模式，主要研究了增强目标的合理性选择以及与不同等级增强属性之间的对应关系，确定了不同特征目标以及不同属性的分类分级方法和表达模式，提出了利用格式塔知觉组织规则评价信息表达模式；实现了基于全景影像进行地理现实增强的原型系统，在数据条件允许的情况下可以简单进行基于全景的地理现实增强，并设计了较为合理的人机交互模式。最后通过实验比较，探讨了全景影像增强地理现实系统的空间认知模式和应用规律，分析了基于全景影像进行地理现实增强在空间认知方面的主要优势和存在的不足，总结出其主要的适用范围。本项目的研究成果可以扩展人类的空间认知手段，提高空间认知效率，具有较强的理论和实用价值。