基于Pictometry倾斜影像的三维城市模型纹理映射

由于倾斜影像的直观性,目前,倾斜航空摄影测量在摄影测量领域再次成为焦点.倾斜影像能显示出地物丰富的三维信息,它们不但被广泛地应用于三维量测和可视化,还被应用于三维城市模型的构建中.Pictometry公司开发一种中幅面数字影像系统用于获取垂直影像和倾斜影像.文中介绍Pictometry公司的中幅面数字影像系统,并提出一种基于Pictometry数字倾斜影像进行三维城市模型纹理映射的方法.     

三维城市建筑物的纹理映射综述

纹理是影响三维模型真实感的一个重要因素。三维纹理映射的最终目的是得到高精度、全自动、高保真的三维模型,它是计算机视觉等领域的一个热点问题。本文介绍了三维纹理映射的原理和过程;针对三维建筑模型进行纹理映射这一研究方向,在投影变换中参数化应用、纹理坐标转换的处理、影像与模型的匹配等方面总结现有的解决方法,并针对多幅建筑物立面的倾斜影像及屋顶垂直遥感影像与三维几何模型的纹理映射,将一些有代表性的研究方法和成果进行对比分析;最后根据当前的研究现状和应用需求,提出一些问题和解决途径。     

基于倾斜摄影三维模型纹理自动获取及映射研究

本文针对大规模三维城市建模表面纹理信息的需求,提出了采用倾斜摄影技术获取建筑物纹理信息,并进行纹理贴图的自动提取与映射的方法。经过试验得出结论,自动的纹理获取与映射方式较地面摄影、人工后期处理等方式很大程度上提高了工作效率,节省了项目成本、减少了不必要的投入。     

真实感建筑物三维模型的立面纹理优化方法

针对建筑物三维模型缺乏强烈的真实感,同时目前对纹理的许多处理工作是依赖于人工这一问题,该文结合建筑物点云数据,对基于手持数码相机拍摄像片的建筑物立面纹理优化方法进行了研究。采用单位四元数法解算大倾角像片外方位元素,解算结果满足纹理精度要求;结合纹理面积、倾斜角度以及树木遮挡3项指标,实现从大量像片中自动选取最优像片;依据色调信息识别出树木遮挡区域并对该区域进行了很好地补偿;在近景影像中引入蚁群算法优化拼接线,实现了多条带多张纹理的自动拼接。最后以手持数码相机拍摄的像片进行实验,实验证明:本文方法可以自动有效地提高纹理质量,得到的立面纹理目视效果真实美观。     

一种基于梯度和与一致性组合策略的无缝纹理映射方法研究

针对三维纹理映射中存在接缝、颜色差异大等问题,采用基于梯度值之和的选片算法,结合一致性检查、全局颜色校正和局部颜色校正等策略,消除影像的模糊、重影与色差,实现无缝纹理映射,同时避免影像失焦和障碍物的影响,试验结果表明,该方法纹理映射效果较好。     

一种三维城市模型多纹理自动合并方法

大规模三维城市模型的小纹理数量众多,显著增加了模型数据载入次数和绘制批次,极大降低了模型的绘制效率,需要对小纹理合并操作,而传统依赖人工的纹理合并模式效率低。针对该问题本文提出一种基于贪心模拟退火算法的三维城市模型多纹理自动合并方法。首先,使用贪心算法对模型数量众多的小纹理进行自动的合并,其次,使用模拟退火算法对合并结果进行优化,保证最终合并结果趋于全局最优,整个过程无需人工干预。实验结果表明,本文方法显著减少了模型数据载入和绘制批次,有效地提高了三维模型绘制效率。     

三维模型重建中影像纹理重组织方法研究

针对物体三维重建中影像文件多、纹理数据量大这一问题，提出了影像纹理数据重组织的数学模型和一个纹理重组织解决方案，根据这一方案对两组飞机模型的纹理进行了处理。试验结果表明．该方法能够有效地减少纹理数据量。     

实景三维模型纹理的敏感目标自动识别与脱密方法

实景三维是国家新型基础设施的重要组成部分,在各行业具有广泛的应用。如何在安全的前提下促进三维数据最大程度的共享已成为实景三维应用的迫切需要。针对实景三维纹理中存在涉密敏感目标问题,传统依赖人工检索敏感目标并通过图像编辑工具处理的脱密方法效率低,本文提出一种结合深度学习的纹理影像敏感目标自动识别与脱密方法。首先通过秘密点POI检索包含秘密目标的三维模型及对应的纹理影像;然后基于YOLOv5s网络模型自动识别纹理影像中的敏感目标,并利用GrabCut有效提取目标;最后基于多尺度的Patch match对纹理影像块进行修复。试验表明,本文方法目标识别准确率为95.3%,与人工处理相比全流程用时缩短40%以上,有效提取并去除纹理影像中的敏感目标,实现了快速脱密,促进了实景三维模型数据的安全共享。     

人物雕塑模型三维表面建模方法探究

三维激光扫描是一种通过激光测距方式实现三维物体表面空间数据获取的技术。本文介绍了一种利用三维激光扫描技术并结合相应软件对人物雕塑模型三维表面进行重建的方法。该方法通过三维激光扫描仪获取目标模型表面精确的点云数据,在对点云粗拼接的基础上进行精确拼接,以三角网的形式重构雕塑表面,并结合逆向软件进行纹理映射及其接缝处理以实现3D模型表面重建。结果表明,利用该方法可以实现对人物雕塑模型3D表面的快速有效重建。     

基于TIN的公路三维表面模型建立方法

公路三维表面模型是公路三维设计的基础,其关键是设计模型和地表模型的叠加运算。本文提出了一种基于TIN的地面模型和道路设计模型叠加算法,基本原理是把参考模型的边界多边形当作约束边界线插入操作模型,在保持参考模型拓扑关系不变的条件下对其进行局部LOP优化,然后删除位于参考模型边界线内的点和三角形。本文算法具有实现简单、速度快和运算稳定的特点,已成功应用在公路三维可视化设计中。     

三维城市模型纹理的研究与应用

三维城市模型是数字城市建设的重要内容。当前,在建立三维城市模型的过程中,许多模型的构建都运用了纹理映射技术,纹理是衡量城市三维场景是否逼真的标准。本文主要论述了纹理获取和处理的方法。     

SWDC-5倾斜摄影建筑物纹理自动映射方法

针对国内关于倾斜影像的处理方法尚不成熟这一现状,该文基于机载LiDAR点云建立的房屋模型,结合SWDC-5倾斜航摄仪获取的影像和POS数据,阐述倾斜摄影建筑物房屋模型纹理自动映射的方法和流程。基于摄影测量基本原理,定义几种基本的房屋类型,结合DEM和外方位元素,采用房屋面多边形角点判断法和面积计算法选择最优像片,采用摄影中心与多边形角点连结光束与遮挡面的交点判断法来实现遮挡判断,并通过间接法纹理纠正及纹理编辑得到最优模型纹理。经实测数据验证,表明了该纹理映射方法的正确性和可行性。     

倾斜摄影测量三维表面模型立面分割方法

针对倾斜摄影测量三维重建得到的三维表面模型在平面尤其是异形平面处产生的规则性缺失,难以快速准确提取出建筑物几何平面的问题,本文提出一种基于高斯混合模型和图割的SurfaceCut层级分割方法。首先对模型进行拓扑重建、几何与纹理信息的预计算;其次使用高斯混合模型方法对模型进行过分割,使模型过分割为几何特征相似、纹理特征一致的超点点集;最后利用最大流最小割算法对目标平面进行二分类分割,并且为修复模型不规则立面区域,设计了一种立面修复算法。利用不同类型的建筑物模型进行实验,验证了方法的有效性。     

利用街景工厂三维模型纹理修复研究

利用街景工厂软件能够实现三维模型的自动化重建,但由于其人工干预少,生成的三维模型成果往往存在着三角网错误、纹理漏洞等现象。针对这种情况,本文主要提出了人工修复三角网,然后将三维模型的结构重新引入街景工厂,再对纹理重新映射修复的方法。     

一种最小生成树的自动纹理映射方法

针对实拍像片的纹理映射是复杂模型三维重建的关键,由于缺乏稳定而实用的二维影像与三维模型自动配准方法的问题,该文提出了一种基于最小生成树的自动纹理映射方法,实现二维影像与三维模型之间的自动配准。该方法首先建立实拍纹理影像之间的相邻关系图;然后对相邻影像进行匹配得到它们的同名像点,通过计算同名像点的惯性矩来衡量相邻影像的相邻度并把惯性矩作为图边的权;再建立最小生成树;最后层序遍历生成树依次获得当前影像,根据当前影像与其父影像的同名像点及父影像与三维模型的配准关系推导当前影像与模型的配准关系,实现自动映射。实验证明,该方法能够在保证精度的同时提高纹理映射的效率。     

多源影像融合的建筑物三维模型无遮挡纹理自动贴图方法

介绍了倾斜摄影测量在数字城市建设中的应用,针对当前基于倾斜摄影测量的城市三维重建过程中纹理贴图存在遮挡问题,详细探究了纹理遮挡几何原理,并提出联合固定翼飞机高空倾斜摄影及无人机低空倾斜影像,设计了建筑物三维模型无遮挡影像优选算法,实现了高精度无遮挡纹理自动贴图,并通过试验进行了验证。     

局部表面参数化的实景三角网模型语义增强方法

倾斜摄影测量方法已可自动获取城市规模的实景三角网模型,然而散乱的三角网缺乏精细的几何结构和功能语义信息。为克服上述问题,提出一种局部表面参数化的实景三角网模型语义增强方法:将具有语义信息的独立三维部件与实景三角网模型的无缝融合问题,通过定义三维表面结构树,转换为局部区域的三角网替换操作;在待融合区域附近,将原实景三角网模型和替换的三维语义部件,通过局部参数化表达,UV展开为二维平面三角网;在二维平面上构建约束Delaunay三角网(CDT),实现两模型的无缝拼接,逆映射至三维空间并自动重建语义部件。通过深圳某区域的倾斜影像进行的试验证明,本文方法能有效实现具有开放边界和语义信息的部件模型与表面模型的无缝融合。与商业软件Maya对比,这种基于插入、融合的手段对提高建模效率具有实用价值。     

基于二阶局部纹理熵的边缘检测方法

针对传统的边缘检测方法将灰度变化较为平缓的区域误判为边缘的问题,提出了基于二阶局部纹理熵的边缘检测方法。利用了二阶局部纹理熵能表示局部区域灰度变化大小的性质,并采用灰度错位压缩法消除灰度值压缩造成的条纹现象。实验表明,本文提出的方法能有效地检测出各类边缘,解决了上述的误判问题;通过不同大小窗口的边缘检测效果比较,建议在采用基于二阶局部纹理熵的边缘检测方法时将窗口设置为3×3。