Краткий план действий с методами обнаружения, локализации и исправления локальных деформаций/смещений после швапинга блоков, с учётом ограничений доступа и сохранности объекта.
1) Диагностика (обнаружение)
- Анализ репроекционных ошибок: для каждой наблюдаемой точки $x_{ij}$ вычислить остаток $e_{ij}=x_{ij}-P_i{X}_j$ и визуализировать тепловую карту ошибок по снимкам и по облаку точек; аномалии — локализованные всплески $\Vert e_{ij}\Vert$.
- Статистика остатков: минимизация BA с робастной фунцией потерь ${\min }_{\{P_i\},\{X_j\}}{\sum }_{i,j}\rho (\Vert x_{ij}-P_i{X}_j{\Vert }^2)$, проверка выбросов через порог по ${\chi }^2$-критерию или медианному отклонению.
- Сравнение DSM/облаков: разность слоёв до/после швапа или относительно опорного облака (если есть TLS) через вычисление векторного поля смещений в локальных окнах (например, ICP по патчам).
- Геометрические индикаторы: скачки нормалей, резкие изменения кривизны (высокие значения лапласиана/кривизны), видимые швы по текстуре/освещению.
2) Локализация (анализ зоны артефакта)
- Тепловые карты reprojection error и плотности соответствий — показывают пространственно, какие блоки/грани страдают.
- Кластеризация выбросов в 3D (DBSCAN) для выделения локальных зон.
- Локальные ICP/подгонка привязки между соседними блоками: на каждом перекрытии оценить трансформацию и вектор смещения.
- Сравнение с контрольными/статичными элементами (оконные откосы, карнизы) — если такие точки доступны, они служат якорями.
3) Выбор стратегии исправления (в зависимости от типа артефакта)
- Если смещение/несовпадение жёсткое между блоками: блочная жёсткая подгонка (3D similarity) для каждого блока. Оценка параметров через проКрустес: ${\min }_{s,R,t}{\sum }_k\Vert sR{p}_k+t-q_k{\Vert }^2$.
- Если локальная деформация мягкая (нежёсткая): неблоковая, непрерывная коррекция методом TPS/CPD или ARAP:
- TPS (тонкопластинная модель) с регуляризацией сглаживания: минимизировать $E=E_{data}+\lambda E_{smooth}$.
- CPD/Coherent Point Drift для неявной плотной регистрации.
- ARAP/Laplacian surface editing для сохранения локальной жёсткости детали.
- Компромисс: локальная BA (sliding-window или blockwise BA) с наложением якорей (GCP или выбранных неизменных признаков) и робастной регуляризацией.
4) Ограничения доступа и требование сохранности
- Вводить минимально инвазивные «якоря»: использовать только виртуальные/фотоизмерительные точки (видимые стабильные архитектурные элементы), не прикреплять физические маркеры без необходимости.
- При невозможности установки GCP — формировать «опорный набор» из неизменных высокоточных признаков и исторических измерений; увеличить набор снимков (дрон/изменённые точки съёмки), если доступ позволяет.
- Регуляризация сильнее (увеличить $\lambda$ в $E=E_{data}+\lambda E_{smooth}$), чтобы исправления были минимальными и не искажали детали.
5) Практическая процедура исправления (пошагово)
- Шаг 1: выделить зоны с высокими остатками; выбрать опорные точки внутри/вне зон.
- Шаг 2: выполнить локальную BA по проблемной зоне, фиксируя/ограничивая параметры опорных камер/точек; использовать робастные оценки.
- Шаг 3: при несоответствии форм применить неблоковую регистрацию (TPS/CPD) между проблемной частью и соседним контрольным участком; контролировать регуляризацию.
- Шаг 4: пересчитать плотную стереомодель/мэш и текстуры только для откорректированных областей; при необходимости выполнить шовную компенсацию текстур (feathering/multi-band blending).
- Шаг 5: валидация — сравнить остатки, статистику ошибок, поперечные сечения; сформировать карту неопределённостей.
6) Валидация и документирование
- Контрольные метрики: максимум/среднеквадратичная ошибка репроекции $\mathrm{RMSE}=\sqrt{\frac{1}{N}\sum \Vert e_{ij}{\Vert }^2}$, распределение ошибок по зоне.
- Проверка геометрии: профили/сечения через архитектурные контуры до/после корректировки.
- Сохранение исходных данных и журнал изменений; сохранение копии модели до коррекции.
7) Рекомендации по инструментам и алгоритмам
- Bundle adjustment (ceres/colmap), робастные оценители (Huber/Tukey).
- Non-rigid registration: TPS, CPD, ARAP (libigl содержит ARAP-редактор).
- Patch-wise ICP для локализации смещений.
- Разметка и визуализация: heatmap репроекций, облако разностей (M3C2 для облаков).
Кратко: сначала выявить артефакты через репроекционные и облачные сравнения, локализовать их кластеризацией/патч-ICP и опорными признаками, затем исправлять минимально инвазивно — локальной BA или неблоковой регрессией (TPS/CPD/ARAP) с сильной регуляризацией и жёсткими якорями; в конце — валидация, воспроизводимость и документирование всех изменений.