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龙图腾网恭喜乐山师范学院申请的专利一种基于多尺度三维重建的石刻景观风化损伤评估方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119625189B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510157488.7，技术领域涉及：G06T17/00；该发明授权一种基于多尺度三维重建的石刻景观风化损伤评估方法是由郭剑英;乔恒忠;陈金龙;万利平设计研发完成，并于2025-02-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于多尺度三维重建的石刻景观风化损伤评估方法在说明书摘要公布了：本发明涉及石刻景观风化损伤检测技术领域，具体涉及一种基于多尺度三维重建的石刻景观风化损伤评估方法，包括：构建测量网络，基于测量网络分别获取石刻景观的多尺度图像数据及点云数据，形成石刻景观的多尺度异构数据；对石刻景观的多尺度异构数据进行降噪、配准及三维重建，以获取第一尺度、第二尺度及第三尺度三维模型；并分别进行特征提取，以获取石刻景观的多尺度特征向量，将石刻景观的多尺度特征向量输入至预设的石刻景观风化损伤评估组合模型进行计算，得到石刻景观的风化损伤评估结果。应用本发明能够提高石刻景观风化损伤评估结果的客观性、准确性和可靠性，为石刻景观的保护决策提供了科学依据。

本发明授权一种基于多尺度三维重建的石刻景观风化损伤评估方法在权利要求书中公布了：1.一种基于多尺度三维重建的石刻景观风化损伤评估方法，其特征在于，该方法的步骤包括：构建测量网络，基于测量网络分别获取石刻景观的多尺度图像数据及点云数据，形成石刻景观的多尺度异构数据；分别对石刻景观的多尺度异构数据进行降噪及配准，并分别对石刻景观的多尺度异构数据进行三维重建，以获取第一尺度三维模型、第二尺度三维模型及第三尺度三维模型；分别对第一尺度三维模型、第二尺度三维模型、第三尺度三维模型进行特征提取，以获取石刻景观的多尺度特征向量，将石刻景观的多尺度特征向量输入至预设的石刻景观风化损伤评估组合模型进行计算，得到石刻景观的风化损伤评估结果；定义的多尺度即第一尺度、第二尺度及第三尺度，其分别对应宏观尺度、中观尺度与微观尺度；在构建测量网络的过程中，确定石刻景观的研究区域范围并划分为宏观区域即整体景观、中观区域即单体建筑石刻和微观区域即具体风化部位三个尺度层次；在控制测量方面，宏观尺度使用无人机搭载激光雷达进行区域扫描和倾斜摄影，获取石刻景观研究区整体点云和影像；中观尺度采用地面三维激光扫描仪进行单体扫描，同时使用分辨率≥2400万像素的相机进行重叠度≥80%的多角度环绕拍摄；微观尺度使用手持三维扫描仪对风化部位进行精细扫描，并采用显微相机进行特写拍摄；首先在宏观尺度，通过多视角图像序列进行特征提取，同时利用SIFT算法在不同尺度空间构建差分高斯金字塔，检测特征点集，基于特征点执行多视角SfM优化，计算相机位姿和初始稀疏点云，利用MVS算法进行密集重建，计算点云法向量场，通过求解泊松方程得到宏观尺度三维模型；所述宏观尺度三维模型的三维重建计算公式为： 其中，、分别为图像坐标，为尺度系数，为石刻景观图像在位置处的差分高斯响应值，为尺度层数，为高斯核函数个数，为石刻景观图像在位置的高斯模糊结果，为尺度参数，为第i个高斯核函数，为输入的石刻景观图像在处的灰度值，为石刻景观图像处理的窗口半径，为从石刻景观图像中提取的特征点集合，为特征点总数，、分别为第i个和第j个石刻景观特征点的描述子，为第i个和第j个石刻景观特征点描述子间的余弦相似度，为多视角重建的重投影误差能量函数，为图像总数，为每幅石刻景观图像特征点数，为每个特征点观测次数，为所有视角的相机投影矩阵集合，为相机的旋转矩阵，为相机的平移向量，为第i张石刻景观图像中第j个特征点的第k次观测二维坐标，为第j个特征点的三维坐标，为投影函数，为石刻景观密集点云，为石刻景观表面到相机的深度值，为第i张石刻景观图像，为参考石刻景观图像，为第i张石刻景观图像到参考石刻景观图像的单应性变换矩阵，为石刻景观表面点的法向量，为单位向量变量，、分别为当前点及邻域点的坐标，为泊松重建的隐函数，为点云总点数，为重建区域数量，为点x处的法向量，为空间权重函数，为表面法向量，为第j个重建区域，为第j个区域边界；将宏观尺度三维模型与补充扫描的局部精细点云进行配准，通过优化能量函数，计算最优刚性变换参数，将不同来源的点云统一到同一坐标系，利用非线性MLS方法进行表面重构，构建移动最小二乘投影算子，通过迭代优化得到改善的表面表达，得到中观尺度三维模型；所述中观尺度三维模型的三维重建计算公式为： 其中，为配准误差函数，为配准点云组数，为第k组点云的点数，为第k组点云中第i个点，为第k组点云中点的对应点，为第k组点云的旋转矩阵，为第k组点云的平移向量，为点i的邻域集合，为正则化权重系数，为点q在前序重建表面上的投影，为MLS隐函数值，为空间采样点，为点云中的第i个点，为点云总点数，为基础核函数带宽，为多尺度层数，为第k个尺度的核函数带宽，为径向基核函数，为第k个尺度的径向基核函数，为点q处更新后的法向量，为重建的表面方程；微观尺度三维模型重建开始于曲率自适应采样，根据局部曲率动态调整采样间距，执行RIMLS表面细化，通过优化能量函数实现重建，此重建过程包含数据拟合项和正则化项，通过权重函数自适应平衡局部细节保持和噪声抑制，在完成几何重建后，还进行了特征增强，通过优化能量函数以保持关键几何特征，通过自适应八叉树细分和纹理映射完成表面细节的还原，得到微观尺度三维模型；所述微观尺度三维模型的三维重建计算公式为： 其中，为点q处的自适应采样间距，为基础采样间距，为曲率适应系数，为点q处的主曲率，为点q处隐函数的梯度向量，为点q处隐函数的海森矩阵，为RIMLS能量函数，为细节点云中的点数，为点i的邻域点集，为自适应权重函数，为法向量权重参数，为细节区域的数量，为第k个细化区域的空间范围；所述分别对第一尺度三维模型、第二尺度三维模型、第三尺度三维模型进行特征提取，以获取石刻景观的多尺度特征向量，其具体为：对第一尺度三维模型进行特征提取，以获取石刻景观的几何特征及纹理特征，组合为第一尺度特征向量；对第二尺度三维模型进行特征提取，以获取石刻景观的形态特征及结构特征，组合为第二尺度特征向量；对第三尺度三维模型进行特征提取，以获取石刻景观的表面特征及材料特征，组合为第三尺度特征向量；对第一尺度特征向量、第二尺度特征向量及第三尺度特征向量进行特征标准化，并输入至预设的石刻景观风化损伤评估组合模型。

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