基于Leica CityMapper混合数据的地形级地理场景构建

本文提出了一种基于Leica CityMapper混合数据的地形级地理场景构建方法,并对该方法的主要步骤和关键技术进行了阐述。通过省级实景三维建设实例进行验证分析,结果表明,采用该技术进行地形级实景三维更新,具有高程精度高、纹理与模型时相一致、节省更新成本等特点。该技术在地形级地理场景更新,尤其是带状区域(新建高速铁路、公路、运河等)的更新方面具有明显优势,具有极高的推广应用价值。     

基于WorldView-3卫星带状影像生产地形级地理场景数据

实景三维中国建设要求地方层面生产2 m格网DSM、DEM及优于0.5 m分辨率DOM的地形级地理场景数据。对WorldView-3卫星带状影像数据,采用传统的灰度匹配、特征匹配、变换域法匹配的方法,无法获得足够满足要求的连接点。本文采用基于频率相位匹配辅助的概率松弛控制点匹配方法进行连接点匹配,获得的满足精度要求的连接点数量多且分布均匀,后续生产的DSM、DEM及DOM地形级地理场景数据精度满足要求,为实景三维西藏察隅试点建设顺利开展提供了技术支撑。     

一种BIM模型与实景三维模型融合方法研究

针对当前BIM与实景三维模型融合过程中空间位置配准精度较低的问题,该文提出了一种借助真实激光点云的BIM模型与实景三维模型融合的方法。研究选取大场景和小场景两种样例数据,首先基于BIM实体几何信息转换和三角化加密的方法生成了BIM模型建筑物点云,其次基于增量式SFM算法和立体像对密集匹配方法先后生成实景环境下的稀疏和稠密点云,最后基于ISS特征提取结合改进ICP算法的完成了不同模型下点云和真实激光点云的配准。结果显示,该方法能够有效地实现BIM模型与实景三维场景信息融合,对新型智慧城市建设、工程建设智慧化管理具有一定意义。     

实景三维多源数据场景融合北大核心CSCD

在城市级实景三维建设中,对多来源、多尺度实景三维数据进行场景融合,能够进一步完善实景三维场景细节表达,提高城市级实景三维场景的完整性,满足实景三维场景局部更新机制要求。本文针对海量、异构、多尺度实景三维融合技术方法开展了相关研究,探索并改进了多源实景三维数据的空间精度匹配与数据接边的方法,结合实景三维数据成果的标准化、轻量化处理方法,提升了实景三维场景调度显示效率,进一步扩大了实景三维融合成果的应用领域。     

国家新型基础测绘体系建设试点区域1 m间隔点云数据获取处理与质量分析

地形级地理场景生产是国家新型基础测绘体系建设在山东试点的重要任务之一,作为地形级地理场景的主要组成部分,DEM一般基于机载LiDAR点云数据制作。笔者所在单位选择高密市作为试点区域,采用徕卡CityMapper混合航摄仪获取了试验区优于1 m间隔的点云数据,并对飞行质量和点云质量进行检验,对点云高程和平面位置精度进行检核。试验验证了徕卡CityMapper混合航摄仪数据获取的精准和高效性,为即将全面实施的山东省陆域1 m间隔点云数据获取处理项目提供了技术方案,且为DEM制作和地形级地理场景的生产提供了保障。     

基于倾斜影像和机载LiDAR点云的城市级实景三维模型生产技术

随着实景三维中国建设的推进,目前城市级的实景三维模型重建已成为研究重点。城市级的倾斜摄影测量建模,存在数据处理量大、涉及地形复杂多样和由于视线遮挡导致模型变形等问题。针对这些问题,本文总结了融合倾斜影像和机载LiDAR点云数据进行城市级实景三维模型重建的全技术流程,并以中山市为例进行了验证。结果表明,本文提出的全技术流程可以有效提高城市级实景三维模型的重建效率和质量。     

无人机倾斜摄影测量技术支持下的裸露边坡表面变化识别

为克服传统人工边坡调查方法效率低、风险高、难度大等缺陷,针对高陡裸露边坡,本文提出了基于无人机倾斜摄影的边坡三维重建和灾害识别分类方法,即利用无人机多视角序列影像重构裸露边坡三维实景模型,并将不同时期的边坡三维模型统一在相同的坐标系内。经试验验证,重建模型精度优于2 cm,基于点云与点云比较算法的三维点云数据变化检测算法,能够分析两个时期点云模型的细微差异,通过在三维实景模型中进行标记,结合PointNet++分类神经网络算法自制点云数据集,成功地实现对标记区域的识别与分类,从而实现边坡滑坡、坍塌、落石等灾害场景的智能化识别。     

面向智能化测绘的城市地物三维提取

精准有效的三维时空信息是新型基础设施建设、实景三维中国、自然资源管理与监测等国家重大需求不可或缺的重要支撑。测绘装备的快速发展提升了点云和影像获取的便捷性,为智能化测绘提供了一种全新技术手段。然而,如何从点云、影像中智能地提取三维时空信息仍然面临诸多困境。本文围绕城市场景中地物目标智能化提取的需求,重点阐述点云位置精度改善、点云与全景影像融合、部件级典型地物要素精细提取、软件研发与工程实践4个方面的关键技术与研究进展,为实景三维中国建设等提供关键支持。     

TLS三维点云聚类滤波算法应用研究

现有地面三维激光扫描点云数据滤波算法较少,针对地形复杂区域的点云滤波效果更是不甚理想,因此对二维聚类算法进行改进,提出三维点云聚类滤波算法,并对其在地形复杂区域的TLS数据滤波中的应用进行研究。以重庆鸡冠岭危岩体的TLS数据为例,分别采用曲率平滑滤波方法和文中提出的点云聚类滤波方法处理,并对两种方法处理过的数据进行形变量计算和分析。实验证明,针对植被覆盖茂密、地形复杂的山体,该方法的点云滤波效果较好,且处理速度有较大提升,能为点云后期形变量计算提供较好的基础。     

地市级实景三维城市建设及应用——以实景三维临沂建设为例

实景三维城市已成为三维空间支撑基础设施,是新型基础设施建设的重要内容,地市级实景三维城市建设是全面构建实景三维中国的基础。本文结合实景三维临沂的建设,提出了在低重叠度下,激光点云与倾斜摄影多源数据深度融合技术快速构建城市级实景三维城市的技术流程与体系,其数据成果在大比例尺地形图测绘、智慧临沂时空信息云平台建设、三维不动产登记管理等方面被深入应用,对推动城市级实景三维城市建设及应用具有实践意义。     

交叉环绕航线下的城市级复杂建筑物实景三维建模

目前各省、市正在加快推进实景三维中国建设,其中城市级实景三维建模相较于地形级,精度要求更高,展示内容更丰富,工作量更大。针对高低错落且结构复杂的建筑物场景,常用的提高无人机航线重叠度的方法,改进效果不明显,仍存在较多拉花变形区域,且会导致影像数量增加、飞行和建模过程更加耗时、生产成本增大的问题。因此,本文提出了无人机交叉环绕航线下的城市级实景三维建模方法,选取典型试验样区进行航摄建模试验,并与采用常规五向航线航摄的方法进行建模效率、质量、精度方面的对比分析。结果表明,交叉环绕航线航摄方法可大幅减少影像数量,节省空三计算和建模时间,提升整体建模效率;且在建筑物的门顶雨篷、玻璃窗户等难点区域,建模质量更好,整体精度更高,满足相关标准规范要求。     

面向室内场景点云的对象重建

针对当前逆向工程中对象提取及模型重建效率较低的问题,提出了一种面向室内场景点云的对象重建方法。首先构建直通滤波器,采用改进的RANSAC算法剔除非对象点云,然后根据欧氏聚类提取算法分割出各个对象点云,最后基于α-shape理论批量重建出对象模型。试验结果表明,该方法能够从散乱的室内场景点云中快速、自动地重建出代表真实对象的三维模型,具有较高的实用价值。     

南粤古驿道历史建筑数字化保护与VR场景构建

南粤古驿道遗留了众多文化遗产,具有较高的历史、艺术、科学价值,但历史建筑损坏较为严重。为推进南粤古驿道活化利用,本文采用精细三维建模技术与虚拟现实（VR）技术实现了南粤古驿道的数字化保护。首先对南粤古驿道遗址进行了分析,然后从数据采集、点云数据处理、几何模型加工、纹理贴图等方面阐述对历史遗迹进行精细三维建模和VR场景构建的流程和方法。为提高点云数据处理效率,提出了基于遗传算法的欧氏聚类点云分割算法。应用结果表明,本文构建的精细三维模型及VR场景能有效还原南粤古驿道历史建筑,为古驿道与古街巷、古村落、红色革命遗址等文化自然景观的保护提供了新的思路。     

倾斜摄影设备选型及像控点布设对高精度实景三维模型重建的影响

在高精度实景三维模型生产中,无人机平台与载荷的选择及像控点布设十分重要,对航摄效率、模型精度、效果均有影响。本文以我国北部某城镇村为研究区域,利用不同的无人机倾斜摄影测量设备分别获取同分辨率倾斜影像,并结合不同的像控点布设方案重建实景三维模型。通过同等分辨率原始影像的不同装备及像控点布设的组合方案构建对照试验组,对比验证并分析飞行效率、模型精度及模型效果,选取满足高精度实景三维模型重建要求的设备类型及经济合理的像控点布设方案,为实际的生产作业提供指导。     

基于全景图的3维实景制作及其与GIS集成研究

3维实景技术是一种基于图像绘制的虚拟现实技术,使用真实的照片展现场景达到沉浸式虚拟漫游的效果,提供给用户良好的交互性。本文提出了一种利用全景图制作3维实景并将其与GIS集成的方法:首先对拍摄的鱼眼照片进行球面投影,然后配准拼接成球面全景图,利用全景图制作3维场景,实现3维场景的漫游并将3维实景集成于已有的GIS系统。本文以华东师范大学校园3维实景漫游系统及基于Google Maps的3维实景地图开发为例,介绍方法流程。与传统的2维地图相比,3维实景地图更加直观且更具真实性。     

基于倾斜摄影的实景三维单体化模型构建方法

倾斜摄影实景三维模型是由连续的三角网通过纹理贴图组成,模型上各地理要素具有“一张皮”的特点。针对无法管理与编辑模型上各地理对象的问题,本文提出了基于倾斜摄影实景模型进行单体化建模的技术方法。首先,利用倾斜航空摄影技术,探讨了基于Street Factory实景三维模型全自动构建方法;然后,以生成的实景三维模型为基础,利用倾斜摄影实景模型单体化建模方法,完成了地理对象单体化模型与属性数据库的搭建。本文以土默特右旗城区为试验区,通过对空三加密的精度分析,有效验证了本文实景三维模型的构建精度,为模型中地理对象属性的查询、管理和应用提供了方便,有效扩大了模型数据的应用领域,对内蒙古智慧城市建设具有一定的参考价值。     

基于WEB三维虚拟场景的建立

随着万维网的发展,在网上实现3维图形的显示、漫游、分析和量测成为研究的焦点内容之一。本文总结了基于WEB的三维虚拟场景的建立与编程技术———VRML与Java3D技术,对这两种技术的运行机理、实现机制作了较详细的论述,并给出了相应的实例。实例证明基于VRML和Java3D建立WEB上的三维模型可以提供给用户一个逼真的、实时的、可交互的三维虚拟场景。     

三维GIS场景与多路视频融合的对象快速确定法

虚实融合技术是视频增强三维虚拟地理场景的关键环节之一,对提高真实沉浸式视觉体验具有重要作用。现有基于视频投影的虚实融合方法,在三维场景动态更新时,通常需要对用户视角下新场景内所有渲染对象进行遍历,来筛选出摄像头范围内需融合的对象,导致融合过程耗时长、效率不高。本文提出一种顾及拓扑关系的多路视频与三维GIS场景融合的对象快速确定方法。首先对三维场景视锥体内视频对象集渲染对象动态建立拓扑网络模型;然后基于拓扑网络模型建立视频与渲染对象的拓扑关系,完成融合对象的快速确定及融合渲染;最后利用滕州市三维场景进行了验证。试验结果表明,本文提出的方法在视频与三维GIS场景融合时,整体耗时少、效率高,极大地降低了融合的计算代价,具有良好的可行性及稳健性。