三维建筑模型单体化的深度学习技术实现

倾斜摄影三维建模技术能够快速建立目标区域的实景三维模型,但是该机制下的模型为连续不规则三角网（TIN）,无法对其中具体的地理对象进行分析。本文采用深度学习语义分割方法提取建筑物,并与传统面向对象的影像分析提取结果进行对比。研究表明语义分割方法能够有效提取倾斜模型对应数字正射影像中的建筑物。通过对提取结果进行后处理得到建筑物矢量面,为每个建筑物添加基本属性信息,利用矢量面实现建筑物单体化并发布三维模型和数据服务,能够更有效地利用倾斜摄影模型展示研究区域地理空间和建筑物信息。     

全卷积神经网络的车辆点云目标精细化检测

针对无人驾驶技术高速发展中车辆目标的3D检测仍存在局限性的问题,该文提出了一种基于全卷积神经网络的车辆点云三维目标检测框架。进行了深度学习技术在二维图像的目标检测成熟应用的调查,将全卷积神经网络的目标检测扩展到三维点云数据。该算法在KITTI数据集上进行了测试,并与先前基于点云的车辆检测方法进行比较表明算法性能有着显著提高。研究结果可以应用于激光雷达点云实现车辆检测任务,从而可以较好地服务于自动驾驶。     

矢量切割倾斜摄影三维模型的单体化技术研究

研究一种基于矢量模型的无人机倾斜摄影三维模型的单体化处理算法,并对其形成的单体化切割结果进行仿真分析.在多次聚类算法的基础上,将三维节点网格中的节点矢量信息进行升维处理,形成一个判断矢量,并在该矢量形成的16个表计量信息的基础上构建判断神经网络,经过神经网络的数据降维、数据重投影和数据二值化深度迭代分析,最终给出二值化判断结果.结果表明:该方法在判断敏感性、特异性、综合准确率等方面,较传统方法有更显著的工程价值;该算法形成的倾斜摄影三维单体化切割结果,显著优于传统三维模型切割软件.     

基于倾斜摄影城市三维模型质检系统的实现与应用

随着国家“十四五”基础测绘规划编制工作的进行和“实景三维中国建设项目”的推动,越来越多的城市开展了基于倾斜摄影城市三维模型的建设工作,伴随而来的,城市三维模型的质检工作也愈发重要^[1]。本文主要利用三维模型质检系统,完成对城市三维模型的质量检测,并结合实例对基于倾斜摄影城市三维模型质检存在的问题进行分析研究。     

倾斜摄影三维模型单体化研究及智慧城市应用

本研究通过对倾斜摄影数据快速获取建筑物三维模型技术的相关核心算法的设计、关键技术的攻关,制定了一套高效率、高质量、低成本地利用倾斜摄影数据快速地进行建筑物三维模型重建的处理技术和方法,为其在国家测绘与其他相关领域的数字城市建设和应用提供技术保障,结合三维地理信息平台为各政府部门提供数字化、精细化的应用。     

倾斜摄影三维模型的房檐改正方法分析与精度评估

利用倾斜摄影技术生成的实景三维模型一般都仅仅作为一种浏览演示的方式,使用方式较为粗糙单一,其成果并没有真正应用到常规测绘产品生产的各个环节。本文对一种利用倾斜摄影三维模型的房檐改正方法进行了分析与精度评估。在已有倾斜摄影快速建立三维模型的基础上,采用建筑物立面散点正交原理直接对倾斜摄影三维模型居民地区域进行去房檐采集。该方法提供了一种全内业测图的模式,对地形图生产方法的改进具有重要意义。     

基于倾斜摄影测量的纹理自动重建研究

倾斜摄影测量技术是近年来研究的热点,获取的影像可作为城市三维模型的纹理。本文基于倾斜影像,提出了一种航片-模型自动纹理映射的新方法,该方法利用共线关系进行空间点匹配,并对倾斜影像像素进行重采样,将像素重写在模型侧面和顶面,从而实现模型纹理重建。该方法在实现过程中有两个关键点,其一是最优影像选取,其二是无遮掩影像的获取,为了解决这些问题,本文提出了相应的算法。最后,基于VC++平台,在倾斜影像与三维模型间进行了纹理映射实验。实验证明,本文提出的新方法可以自动完成纹理映射,这种方法简单、高效,适宜于大范围内三维模型纹理重建。     

倾斜摄影实景三维悬浮模型删除技术研究

利用倾斜摄影技术进行三维建模过程中,由于航摄盲区和匹配错误等因素,出现某些三维模型悬浮在空中（如广告牌、树冠、电线塔等）,针对这类悬浮在空中的三维模型（简称悬浮模型）,研究利用自动检测悬浮模型区域、提取悬浮模型范围、自动删除悬浮模型等技术手段与方法,对其进行优化,从而提高倾斜摄影三维模型成果的可视化效果,为倾斜摄影三维成果的应用提供更优的数据。     

城市三维重建中的自动纹理优化方法

围绕低空多镜头倾斜摄影在三维城市影像模型生产中的纹理优化问题,提出了一种无缝纹理模型重建方法。文中首先采用相机响应函数和暗通道方法对影像进行预处理;然后,根据地物三角网格表面模型与影像的映射关系,利用稀疏构网方法进行遮挡检测,并建立了三角面片的可视纹理列表;最后,结合三角网格表面模型中基本面片的三维拓扑关系,利用影像的均值与方差信息,构建了基于马尔科夫随机场框架下的图割纹理优化算法,解决了纹理优化选择的离散多标号问题,保证了相邻三角面片映射纹理的一致性,实现了城市大场景无缝纹理模型的重建。试验结果验证了算法的可靠性和优越性。     

消费型无人机倾斜摄影测量三维重建精度验证

以西宁市某区域的城镇数据为例,首先采用飞马D200无人机搭载的SONY ILCE-6000相机采集影像数据,利用infor软件的MATCH-AT模块与Context Capture 结合构建实景三维模型．然后,通过多视倾斜影像数据的两次平差方法实现大区域多视倾斜影像数据的整体平差;结合多视倾斜影像的密集匹配、纹理自动映射算法,构建高精度的实景三维模型．最后,通过实验对空三精度、三维模型精度进行统计,基本满足1∶500大比例尺测图要求,为高精度三维模型的构建提供一种思路.      

利用图割算法进行城市密集点云表面模型重建

利用倾斜影像获得的密集点云来构建表面模型是基于倾斜影像进行三维重建的核心之一。本文针对现行密集点云表面模型重建存在的建模效率低、表面选取不真实等问题，提出了一种基于图割算法的城市密集点云表面模型重建方法。利用该方法重建城市密集点云表面模型，首先通过预处理软件对无人机倾斜影像进行空中三角测量，并利用空中三角测量的解算结果生成密集点云；然后对密集点云添加相应的边，同时对三维点云根据距离进行选取合并；最后根据三维点云形成的四面体和三角面建立图割问题，并通过求解图割问题来求取最优的密集点云表面模型。为证明这种方法的可行性和有效性，使用城市地区的无人机倾斜影像数据进行城市密集点云表面模型重建，试验结果表明，该方法具有可行性好、建模效果好、处理速度快等优势。     

基于倾斜摄影测量的三维精细建模研究——以睿智五号楼为例

传统的三维建模方法,不仅工作量大,而且效率低下、成本高。利用倾斜摄影测量技术建立的三维模型,不但大大提高了工作效率、降低了综合成本,而且建立的三维模型轮廓清晰可见、纹理映射真实,有较好的视觉效果。但倾斜三维模型会出现局部模型有孔洞和变形扭曲的情况。本文以云南师范大学睿智五号楼为例,利用倾斜摄影测量技术进行三维模型构建,然后基于SketchUp进行精细建模。采用这种结合的方法构建三维模型,不仅模型效果真实,而且还能提高工作效率、降低成本,是一种较为方便、快捷的三维精细建模方法。     

多源点云数据融合的建筑物精细化建模

三维建模技术能够实现建筑物的数字化存档，在古建筑保护与修复和现代建筑规划与改造中具有不可替代的作用。针对倾斜摄影测量和三维激光扫描建模技术中建筑物模型存在的问题，本文提出了一种倾斜摄影测量和三维激光扫描生成三维点云模型相融合的建筑物精细化建模方法。选用无人机和三维激光扫描仪作为试验设备，利用ContextCapture、SCENE软件完成点云拼接、生产和编辑，通过ICP算法完成点云精细匹配，实现多源点云数据融合建模；对比单一建模方法模型，从纹理结构和模型精度两方面对融合建模模型进行质量评价。结果表明，融合建模模型纹理清晰，几何结构完整，模型距离中误差和高差中误差的均值均低于倾斜摄影测量模型的值，接近三维激光扫描模型。     

基于无人机倾斜摄影测量的土石方量计算

提出一种利用无人机倾斜摄影测量技术进行土石方量计算的方法,首先通过无人机快速获取现场数据并进行三维建模,然后对模型数据进行一定的后处理,去除影响土方量计算的地物以及获取精准边界,最后对修饰后的三维模型进行土方量计算分析,获取最终的土方量计算结果.工程实践表明使用该方法可进行土方量的高精度自动量算,能提高土方量工程的效率,具有广泛的实用前景.     

无人机倾斜摄影的城市三维建模方法优化

介绍了无人机倾斜摄影技术,分析了无人机倾斜摄影在城市三维建模中的应用情况及其在三维城建建模过程和成果中的优劣势,探索总结了一套无人机倾斜摄影城市三维建模的改进方法,将倾斜摄影和MAX等技术有效结合进行城市三维建模,并介绍了利用改进方法在武汉市和柳州市进行三维建模的实践案例,该方法可以指导和推进基于无人机倾斜摄影三维模型的质量改善。     

基于无人机倾斜摄影的1∶500地形图要素更新应用研究 ——以浙江松阳县为例

为解决大比例尺地形图快速更新的难题,本文采用无人机倾斜摄影的方法进行大比例尺地形图快速更新.实例表明,采用无人机倾斜摄影制作实景三维模型,基于实景三维模型可快速完成1∶500地形图的更新工作.通过精度检测及统计,验证了利用无人机倾斜摄影更新1∶500地形图可以满足地形图的精度要求,为同类项目的开展提供了参考.     

基于SFM和PMVS的倾斜影像三维建模方法研究与实现

与传统航拍相比,倾斜航拍作为一种新型的航拍方式,可以为三维城市建模提供更多的纹理数据支持,但是由于航拍倾斜角度较大,所获影像透视畸变明显,给倾斜航空影像间的匹配造成困难。本文利用Structure from Motion算法(简称SFM算法)对倾斜航空影像的相机姿态进行精确标定,并结合Patch-based Multi-view Stereo算法(简称PMVS算法)对标定影像进行密集匹配。结果表明,SFM算法对于倾斜航空影像的姿态标定具有较好的适用性,且通过PMVS算法能够得到大量具有颜色信息的三维点云数据,这些点云数据可直接用于三维场景重建。     

柱面基准下的深度图像建模研究

不规则三角网模型重建点云模型是目前已经成熟的算法,但该算法具有较大的时间复杂度和空间复杂度,尤其是无法提取模型的几何参数,而三维模型重建后的几何参数的描述却具有重要的作用。针对这一问题,本文将传统深度图像概念拓展到了三维,并提出了一种基于柱面基准的深度图像三维重建方法。首先利用高斯映射法和几何法确定柱面模型初值,再进一步通过Levenberg-Marquardt算法进行全局参数优化得到柱面参数曲面,将拟合的圆柱作为新的基准面进行点云格网化并计算深度值,所得到的具有栅格结构的深度值即为深度图像,进而得到基于深度图像的三维圆柱实体模型。试验表明,该方法在不降低精细纹理表达的前提下能够有效地实现快速构网,同时保留了几何参数信息等优势。     

消费级无人机倾斜影像采集关键技术研究

随着无人机技术与计算机视觉技术的不断成熟,利用消费级多旋翼无人机进行倾斜影像采集已成为可能。本文提出了利用消费级无人机针对小范围、重点区域进行倾斜影像采集及三维模型重建方法,并根据消费级无人机特点对其航线规划方法进行设计;并通过试验对消费级无人机倾斜摄影产品进行精度评价,最终得到消费级无人机可以完成小范围三维模型建立的结论。     

基于城市天际线的遥感视频生产与交通信息提取

传统交通信息获取方法较难获取大范围、全覆盖的实时动态交通流信息,提出一种利用城市天际线作为观测平台的城市遥感视频生产与交通信息提取方法。首先,在超高层建筑物拍摄对地观测数据;然后,对原始倾斜视频观测数据进行正射校正,与卫星影像融合生成大范围城市遥感视频数据;最后,训练深度学习模型进行车辆分类识别,基于识别结果计算区域车辆数目及密度。在深圳平安大厦观光层开展数据采集并处理分析,结果表明,所提方法可生产低成本、长时间、大范围、高质量的城市遥感视频,基于该遥感视频开展的车辆检测误识别率和漏识别率低,车辆计数准确率高,可对区域交通流量进行有效监控,准确实时地获取城市内部区域交通情况。