近景摄影测量虚拟现实在考古学中的综合应用-Read.doc

近景摄影测量、虚拟现实在考古学中的综合应用 Gabviele Bitelli,Maria Alessandra Tini,Luca Vittuari DISTART,Bologna大学，意大利 靳国旺 译 刘 军 校 关键字： 近景摄影测量，虚拟现实，考古学 摘要： 本文介绍了在古城镇Bakchias地区（Fayyum，埃及）不同的地形摄影测量方法和摄影的虚拟现实技术综合使用的实验。勘测的指导思想是：在一个普通参照系内记录可量测的和不可量测的信息为目标，并允许支持GIS为基础的多媒体的实现。本文通过关于测量建筑物和小型物体的一些实例说明了数字技术在考古及文化遗产方面应用的可能性和优势。 实验的主要目的就是评估虚拟现实技术作为一个允许用因特网从遥远地方研究另一个地方的系统的核心的潜力；目前，这些技术的利用主要是致力于定性分析（可视化和交互式勘察），但是，简单的以数字摄影测量为基础的测量软件应用程序的接口，能带来用于定性研究的功能强大的新型仪器设备。 引言 一九九三年，Bologna和Lecce大学在古城镇Bakchias（Fayyum，埃及）地区举行了（pernigotti and capasso 1994）一项地形考古活动。这个城镇（图1）自希腊——罗马时代存在至今，坐落于荒芜不毛的沙滩和沙丘中，其中，部分覆盖着大量泥砖建筑。 目前，对这个地方的地形勘测主要有两个目的，即： ——提供一个准确的比例尺描述来支持挖掘活动并且记录当前的古城镇的状态。 ——为遥远的考古研究和分析建立最适合的描述手法。 图1 Bakchias 考古地 这个地点的特征需要在绘制该地区地图时综合利用下列不同比例尺不同手段和不同测量方法，用必威体育精装版的方法为所有的的测量活动和实验定义一个普通参照系。事实上，新的测量工具和方法的有效性，与现代数字信息管理的融合，已经对考古地点的测量产生了新的引人注目的潜力。为了在局部范围内提供对该地区的必威体育精装版描述，遥感和空间影像产品都被仔细观察。经典的和以卫星为基础的测量（用GPS，全球定位系统）被广泛的用于该地区的测量和挖掘；选择的例子和结果均在（Bitelli et al ……1997）中描述过。在挖掘过程中,应用近景摄影测量方法来测量建筑结构、墙壁、物体以便在不同情况下获得高精度和高效率。 在古城镇内部和挖掘地考虑并广泛应用了虚拟现实技术，以便实现考古地的虚拟导航、物体的三维显示，并在收集数据时提供可视化支持。 地形测量 在一九九二年挖掘运动中，Bakchias 地区附近没有国家基准点可用，因此，用六个点组成了一个地形网，产生了一个当地参考系（Bitelli et al.， 1995）。该网用一个高精度全站仪（Wild Tc2000）进行测量。同时收集了多余的角度和距离测量，以便有可能进行该局部控制网的最小二乘平差。使用同样的全站仪，从控制网顶点又测量了3000多个点，用Kriging内插方法，提供产生该地区DTM（数字地面模型）的数据，对当前挖掘的建筑物进行了详细的测量并生产了相应的比例尺：1：100的地图。 在1996年的挖掘活动中，利用IGS（Int Geodetic Service））网的参考站（malindi,Ankara,Materal）的甚长基线GPS测量，把这个当地坐标系联系到WGS84坐标系，并连接到国家大地资料；最后，通过使用公布的参数确定在国家制图系中坐标。为了确定高程数据，使用了进入最近村庄的桥上的基准点的已知高程值。 可靠的参考系的确定，结合国家坐标系，不仅可以支持制图活动，而且可以为每一个在该地实施的不同目的的测量（经典的地形测量，Kinematic GPS，近景摄影测量，摄影般的虚拟现实影像）提供地理参考。这就是一个恰当的实施GIS来管理所有来自这次挖掘活动的数据的先决条件。 近景摄影测量 为了测量建筑结构、墙壁和物体，在挖掘中应用了近景摄影测量的方法，特别是数字摄影测量被广泛用来优化质量、生产率和用于获得最终产品的仪器、数据处理工具的花费。从校正过程到自动生成DEM和正射产品，采用了不同的方法。下面展出一些示例。 3.1数字影像纠正 通常在考古和建筑工作中，平坦表面的纠正方法非常简单。因为数字技术能够工作于计算机系统而不必使用光学机械纠正仪器，所以，它们非常适合这种应用。并且它们允许友好的交互，在纠正图像上直接量测或使用这些可量测的图像作为背景生产简单的矢量产品。而且