一种3维建筑物模型的数据描述及采集方案

随着“数字地球”、“数字城市”概念的不断深化,作为“数字城市”最基础、最关键的技术,3维城市模型数据的制作已经成为数字化测绘的新技术亮点。本文介绍了一种3维城市建筑物模型的数据存储结构,详细阐述了不同类型3维建筑物的采集方法,由此总结出3维建筑物模型数据的生产、存储、表述的完整方案。     

Smart 3D数据的三维模型重建

针对Smart 3D生成的实景三维模型是一个三角网集合,并不能直接应用于数字城市建设、土地利用管理与城市规划的问题,该文提出了Smart 3D数据三维模型重建的方法:研究了基于分割过滤方法,提取高精度数字高程模型;基于参数化建模、纹理重建方法构建了建筑物三维模型。利用敦化市的倾斜影像进行了实验。实验结果表明:三维重建模型精度高、效果好、提高了自动化的程度,实现了城市建筑物模型的单体化。     

基于无人机实景三维模型的真数字正射影像生成方法

传统数字正射影像图(DOM)采用微分纠正方法消除相机倾斜与地形起伏所带来的投影误差,但会产生双重投影现象. 真数字正射影像(TDOM)可有效解决DOM的双重投影问题. 文中提出一种基于无人机影像的实景三维模型TDOM制作方法， 首先通过无人机挂载五镜头相机获取航空摄影测量影像并生成实景三维模型;然后采集实景三维模型建筑物顶部轮廓边界线,并构建其三维体模型;最后基于建筑物顶部轮廓边界线三维体模型进行遮蔽检测和遮蔽补偿生成TDOM. 以云南师范大学呈贡校区无人机影像实验数据验证了本文方法,实验表明本文的方法可作为一种生成高质量的TDOM方法.      

3D Building Modelling with Digital Map, Lidar Data and Video Image Sequences

Three-dimensional (3D) reconstruction and texture mapping of buildings or other man-made objects are key aspects for 3D city landscapes. An effective coarse-to-fine approach for 3D building model generation and texture mapping based on digital photogrammetric techniques is proposed. Three video image sequences, two oblique views of building walls and one vertical view of building roofs, acquired by a digital video camera mounted on a helicopter, are used as input images. Lidar data and a coarse two-dimensional (2D) digital vector map used for car navigation are also used as information sources. Automatic aerial triangulation (AAT) suitable for a high overlap image sequence is used to give initial values of camera parameters of each image. To obtain accurate image lines, the correspondence between outlines of the building and their line features in the image sequences is determined with a coarse-to-fine strategy. A hybrid point/line bundle adjustment is used to ensure the stability and accuracy of reconstruction. Reconstructed buildings with fine textures superimposed on a digital elevation model (DEM) and ortho-image are realistically visualised. Experimental results show that the proposed approach of 3D city model generation has a promising future in many applications.     

面向数字城市建设的三维建模关键技术研究与应用

三维模型数据以其直观性、客观性和真实性等特性,成为数字城市数据库中的重要组成部分。为了解决三维模型数据获取的精准性和高效性等,在建设数字城市过程中,采取多种技术方式实现三维模型的获取。包括采用传统手工三维建模实现三维精细模型的精准性,采用三维激光扫描技术实现三维模型数据的超精细化,以倾斜摄影测量的半自动建模方式实现快速建模等。本文从技术角度全面总结了在建设数字城市过程中三维模型的具体技术途径及应用方式。三维模型数据应用于数字城市的历史文保、教育、经济等多个领域,为智慧城市的建设奠定了坚实的数据基础。     

基于Skyline的数字城市3维可视化系统的研究

城市是人类生活的重要聚集地,是人类文明成果产生、传播和发展的主要场所。随着“数字城市”理论的不断完善,构建数字城市3维可视化系统已成为地理信息系统领域的研究热点。本文依据系统开发的原则,结合“数字城市”建设的实验,对数字城市3维可视化系统的总体设计、数据处理、3维模型制作、3维场景生成以及系统功能实现等多个方面进行了综合性的研究。     

基于无人机遥感影像拓扑分析的三维重建

在无需任何地面控制点或其它先验知识前提下,探索一种基于无人机遥感影像的三维重建方法.利用无人机飞控数据建立的影像拓扑结构,依次通过特征点提取、影像匹配、从运动恢复结构等步骤估计出相机位置和姿态参数,并恢复出场景特征点云信息,最后对重建精度进行分析.试验结果表明,文中提出的方法可快速、可靠地实现较高精度的三维模型重建.     

一种基于3ds Max与Smart 3D的三维模型构建方法

基于某大学图书馆点云数据及航摄相片，本文采用3ds Max与Smart 3D两种方法构建三维模型。一方面，采取人机交互的方式进行建模，将三维激光点云数据导入3ds Max软件建立三维数字模型；另一方面，使用半自动人工方式建模，采用Smart 3D软件，将航摄像片数据经过空三加密、自动建模、贴图等操作后对建筑实体建模。从建模效率、模型美观性、建模精度、适用对象等方面比较了两种建模方式的特点与区别。结果表明，3ds Max更加适用于规则体、高精度建模，同时建模的效率相对较低；Smart 3D建模效率高，更加适用于大场景范围的快速建模。本文研究结论有助于不同需求背景下建模方法的选取，为研究、工程及试验提供了三维建模方法选择参考。     

基于数字地球平台的三维虚拟数字校园建设

以虚拟成都理工大学为例,论述了一种高效、低成本的网络虚拟校园建设方法,即利用数字地球平台的基础地理框架和遥感底图,使用建模工具进行三维建筑群模型建立,经过投影和坐标变换处理,实现网络虚拟校园的建设与实施。实验证明,数字地球平台凭借其在丰富资源、网络传输、三维显示等方面的优势,是包括虚拟校园在内的数字工程建设的有效工具。     

Parallel algorithm for viewshed analysis on a modern GPU

Spatial analysis, including viewshed analysis, is an important aspect of the Digital Earth system. Viewshed analysis is usually performed on a large scale, so efficiency is important in any Digital Earth application making these calculations. In this paper, a real-time algorithm for viewshed analysis in 3D scenes is presented by using the parallel computing capabilities of a graphics processing unit (GPU). In contrast to traditional algorithms based on line-of-sight, this algorithm runs completely within the programmable 3D visualization pipeline to render 3D terrains with viewshed analysis. The most important difference is its integration of the viewshed calculation with the rendering module. Invisible areas are rendered as shadows in the 3D scene. The algorithm process is paralleled by rasterizer units in the graphics card and by vertex and pixel shaders executed on the GPU. We have implemented this method in our 3D Digital Earth system with the DirectX 9.0c API and tested on some consumer-level PC platforms with interactive frame-rates and high image quality. Our algorithm has been widely used in related systems based on Digital Earth.     

旋翼无人机倾斜摄影测量技术在三维实景建模中的应用

使用倾斜摄影测量技术构建三维实景模型是近年来测绘领域的研究热点之一,与传统的垂直摄影测量技术相比,在三维实景建模中具有建模效率高、自动化程度高和模型逼真的优势,尤其是在“数字城市”“智慧城市”建设中具有举足轻重的地位。本文以某区域三维实景建模项目为研究对象,使用旋翼无人机搭载南方测绘倾斜数字航空摄影相机采集研究区倾斜影像数据,进行三维实景建模,最终获得平面X精度为4.03 cm、Y精度为3.86 cm、高程Z精度为3.91 cm的三维实景模型,建模精度完全满足项目建设需求。     

基于激光点云的3维可视化方法

介绍了利用3维激光点云与数字影像,生成云冈石窟正射影像的原理与方法。采用激光扫描与数码相机同步获取石窟、石佛的3维点云与数字影像,建立点云与数字影像映射关系模型,将影像的纹理信息赋予3维点云模型,实现点云模型真彩色3维可视化,并在此基础上生成正射影像图。研究成果对于历史遗迹、文物保护与修复具有重要意义。     

基于3维GIS的城市景观建模探究

城市是一种人地关系系统,数字城市是物质城市在数字网络空间的再现和反映。城市GIS是数字城市的核心,通过对3维GIS的介绍,主要探讨了3维GIS在城市3维景观建模中的作用和方法,并且对3维GIS在城市3维景观中的应用目标、功能、方法及其展望做了初步的探究。     

基于虚拟现实技术的3维数字社区建设

数字社区是虚拟现实技术与地理信息技术相结合的具体应用。文章结合3维数字社区建设的实例,探讨了基于虚拟实现技术的3维数字社区建设的具体方法和关键技术。     

基于Smart3D三维模型的大比例尺地形图测绘精度分析

近几年来,随着无人机技术的迅猛发展,无人机价格也变得相对便宜起来,倾斜摄影实景三维建模变得异常火爆,相关研究成果也是层出不穷。运用Smart3D重建三维模型,在所获得三维模型上进行大比例尺地形的测绘,相对于传统数字测图,更新了传统数字测图的作业方式、节省更多的时间、提高测图的效率、节省成本。在三维模型上进行大比例尺地形图的测绘,最重要的就是保证精度,本文就基于Smart3D重建的三维模型进行1∶500地形图精度的分析。     

Towards 3D map generation from digital aerial images

This paper describes the fusion of information extracted from multispectral digital aerial images for highly automatic 3D map generation. The proposed approach integrates spectral classification and 3D reconstruction techniques. The multispectral digital aerial images consist of a high resolution panchromatic channel as well as lower resolution RGB and near infrared (NIR) channels and form the basis for information extraction.Our land use classification is a 2-step approach that uses RGB and NIR images for an initial classification and the panchromatic images as well as a digital surface model (DSM) for a refined classification. The DSM is generated from the high resolution panchromatic images of a specific photo mission. Based on the aerial triangulation using area and feature-based points of interest the algorithms are able to generate a dense DSM by a dense image matching procedure. Afterwards a true ortho image for classification, panchromatic or color input images can be computed.In a last step specific layers for buildings and vegetation are generated and the classification is updated.     

矿区3维可视化及其应用

3维可视化是当前数字矿山理论及其技术研究领域的关键问题之一。以云南澜沧老厂为研究区,将高精度数字高程模型(DEM)数据与矿区高分辨率2维遥感图像(QuickBird影像)叠合生成3维遥感影像,能够真实再现老厂矿区的景观特征,有效反映该地区的复杂地形、地貌、地质特征,提供综合、全面、实时、动态的矿山地面变化信息,为矿床定位及开展地质工作服务。     

应用GeoStar建立数字佛像三维模型的研究

通过使用GeoStar系列软件进行数字三维佛像建模 ,进一步实现佛像的动态漫游 ,从而得出了一种基于等值线图建立数字表面模型并进行空间漫游的可行技术 ;通过研究卧佛的历史资料 ,对数字佛像模型进行修补 ,探讨了实现佛像表面三维可视化复原的方法     

石窟寺三维数字化档案建设方法与技术探讨

文物是不可再生的文化资源,需采用现代科技手段对其进行数字化保护,延续人类历史文明。本文以彬县大佛寺石窟为例,在已有基础地理信息数据、三维激光扫描数据、立面影像数据的基础上,运用CAD建模技术、三维激光扫描技术、虚拟现实技术构建石窟寺三维立体模型,借助CityMaker软件对模型数据、基础地理信息数据及文档资料进行管理。在此基础上,采用基于GIS组件的二次开发方法,借助于CityMaker SDK组件进行三维数字化档案系统开发,探索石窟寺三维数字化档案的建设方法。结果表明,本文提出的方法实现了对石窟寺三维数字化档案的管理,客观详实地记录了石窟寺现状,为文物部门的管理工作提供了便利。