基于无人机倾斜摄影场景建模的建筑物单体化方法

发布时间：2021-02-12 18:14

　　“数字城市”和“智慧城市”的建设已成为城市运行管理的必然,其基础是城市场景三维模型,也是城市三维GIS的主要内容。因此,针对大规模城市场景而言,如何快速、高效地构建其三维模型,是测绘地理信息领域的挑战。当今,快速发展的倾斜摄影测量技术为城市场景模型的构建提供了一种新的技术途径。建筑物是城市场景中最重要的对象,然而倾斜摄影测量技术得到的场景模型是一个整体,能良好地满足视觉上的观感,但不能实现计算机对目标对象的识别、属性的赋予且不利于后期的GIS应用。因此,还需要实现目标的语义分割,尤其是建筑物的单体化建模。目前建筑物单体化建模大多是采用在整体模型上交互描绘、编辑的方法,显然其工作量大、效率低,难以满足大规模城市快速、高效建模的需求。基于上述的问题和挑战,本文以自动生成的三维场景模型为基础,以场景整体三维模型中建筑物模型自动提取与单体化为目标,开展了相关的研究,其主要内容如下:（1）基于影像特征的建筑物提取及其三维模型的粗略分割对场景数字正射影像（DOM）中建筑物的几何、纹理特征进行了详细地分析。在此基础上,提出对建筑物进行粗略定位的方法,对场景DOM进行处理获取并筛选出建筑物的轮廓,然后... 

【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 交互式建筑物单体化建模
        1.2.2 基于LiDAR数据的场景建模
        1.2.3 基于多角度倾斜摄影的场景三维建模
        1.2.4 基于影像的建筑物单体化建模
        1.2.5 高分辨率影像中建筑物的提取
        1.2.6 城市三维建模方法存在的问题及分析
    1.3 研究目标、内容与技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 研究技术路线
    1.4 论文结构与内容安排
第2章 基于无人机倾斜摄影的三维场景建模
    2.1 无人机倾斜航空摄影
    2.2 基于倾斜摄影的场景三维建模的一般过程
    2.3 基于无人机倾斜摄影的三维场景构建实例
        2.3.1 原始数据的处理
        2.3.2 建筑物三维模型单体化实验的数据基础及其分析
    2.4 本章小结
第3章 基于影像特征的建筑物轮廓分割与三维模型提取
    3.1 高分辨率影像上建筑物特征分析
    3.2 基于Canny算子的建筑物边缘特征检测
    3.3 建筑物轮廓检测和外包矩形生成
        3.3.1 建筑物轮廓提取
        3.3.2 轮廓外包矩形的生成与顶点坐标的获取
    3.4 建筑物三维模型的粗略分割
        3.4.1 数据的读取与组织
        3.4.2 约束区域内三角面片的提取
    3.5 实验结果与分析
    3.6 本章小结
第4章 基于几何特征的建筑物单体模型净化处理
    4.1 三维空间中建筑物几何特征分析
    4.2 三角面片法向量、高程的计算及拓扑关系的建立
        4.2.1 三角面片单位法向量和高程的计算
        4.2.2 面片邻接拓扑关系的建立
    4.3 建筑物三角面片的判别与提取
        4.3.1 三角面片的方向分组与分类
        4.3.2 非地面三角面片的提取
        4.3.3 局部区域三角面片粗糙度的度量
    4.4 净化处理后建筑物单体模型的生成
        4.4.1 三维空间中粗略单体模型的净化处理
        4.4.2 独立整体面组的构建
    4.5 建筑物单体模型数据的组织与表达
        4.5.1 三维单体模形数据文件的组织
        4.5.2 三维单体模型数据整理
    4.6 实验结果与分析
    4.7 本章小结
第5章 基于三维场景模型的建筑物单体化建模原型系统
    5.1 系统的整体设计
    5.2 系统的开发与运行实例
        5.2.1 系统的开发
        5.2.2 系统的运行实例
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 主要研究总结
    6.2 主要创新点
    6.3 研究展望
参考文献
致谢
在读期间学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]PhotoScan在无人机遥感影像数据处理中的应用[J]. 王慧.  测绘与空间地理信息. 2017(05)
[2]基于多视影像匹配模型的倾斜航空影像自动连接点提取及区域网平差方法[J]. 张力,艾海滨,许彪,孙钰珊,董友强.  测绘学报. 2017(05)
[3]基于倾斜摄影的三维模型单体化方法研究[J]. 王勇,郝晓燕,李颖.  计算机工程与应用. 2018(03)
[4]多视影像的城市实景三维生产关键技术[J]. 李莹,林宗坚,苏国中.  遥感信息. 2017(01)
[5]面向对象和SVM结合的无人机数据建筑物提取[J]. 王旭东,段福洲,屈新原,李丹,余攀锋.  国土资源遥感. 2017(01)
[6]基于Street Factory空三加密方法[J]. 孙明.  测绘与空间地理信息. 2017(01)
[7]一种基于Canny算子的图像边缘检测改进算法[J]. 段红燕,邵豪,张淑珍,张晓宇,王小宏.  上海交通大学学报. 2016(12)
[8]基于Lidar数据和倾斜摄影的城市三维模型构建[J]. 向云飞,余代俊,张兵,杨骁.  测绘工程. 2016(12)
[9]Agisoft Photoscan照片建模技术在考古中的应用[J]. 马欢欢,赵清坡.  文物保护与考古科学. 2016(04)
[10]面向高精度的快速三维建模——快速三维建模技术专刊前言[J]. 李华,汪国平,雍俊海.  软件学报. 2016(10)

硕士论文
[1]基于不变矩算法的高分辨率遥感影像建筑物特征提取[D]. 高薇.电子科技大学 2013
[2]高分辨率遥感影像建筑物提取技术研究[D]. 魏德强.解放军信息工程大学 2013



本文编号：3031261