3维城市建模中的建筑墙面纹理快速重建研究

建筑墙面纹理数据的获取是3维城市建模的重要方面和"瓶颈"问题.阐述建筑墙面纹理快速重建需要解决的问题和实现策略,并对纹理影像数据源的选择、获取方式以及重建过程中影像方位元素获取、轮廓线影像匹配关键算法的实现等各方面进行具体探讨,最后以数码相机拍摄的近景影像和直升机载视频序列影像作为纹理数据源分别进行建筑墙面纹理快速重建实验,取得较好的效率和效果.     

一种三维地理环境中的灾场影像快速更新方法

提出一种在三维地理环境中,以普通相机拍摄的数码相片为数据源,对灾害现场的地表影像进行快速更新的方法。该方法首先通过记录相机拍摄时的位置和姿态参数计算出影像覆盖的区域;然后通过纹理坐标转换计算出覆盖区的纹理坐标;最后通过多重纹理混合技术在避免重复绘制的情况下,实现对地表影像的快速更新。该方法可弥补以遥感或航拍影像为数据源的传统方法在数据获取、处理以及传输等方面的缺点,并能缩短整个影像更新流程的周期,满足了灾害救援在时效上的要求。     

基于航空影像的屋顶半自动重建研究

以航空影像为数据源,设计了一套完整的屋顶快速半自动建模方案。整个建模流程可分为数据获取、数据预处理、几何建模、纹理映射4个阶段。在数据获取阶段,定义了适合于后续建模的两种房屋的屋顶编码方式。在几何建模阶段,利用带约束条件的Delaunay三角构网来构建复杂屋顶几何结构。在纹理映射阶段,提出了一种纹理优化选择算法,选择最佳纹理进行贴图。实验结果表明,此半自动建模方法重建屋顶模型正确率高,纹理贴图精度满足要求。     

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。     

倾斜影像的三维纹理快速重建

针对三维城市模型重建,提出了一种利用倾斜影像实现城市模型纹理快速重建的方法。该方法基于摄影测量计算机视觉理论,在事先处理得到城市建筑物数字表面模型的基础上,利用共线方程计算物方与像方的几何投影关系,获得建筑物的三维信息与纹理信息。通过一定的最优算法选择出地物面的理想纹理,实现城市建筑物纹理的自动提取及稠密建筑物纹理的遮挡处理。真实影像纹理重建的结果表明:应用本文方法进行三维城市模型纹理重建具有自动化程度高、效果逼真、成本低的特点,为快速、大面积的城市真三维模型纹理重建提供了一种有效的实现途径。     

顾及全局特征和纹理特征的遥感影像超分辨率重建方法

由于遥感设备的性能限制,使得采集的遥感影像质量受到影响,低分辨率的遥感影像限制了遥感解译应用的精度。当前针对遥感影像的超分辨率重建研究仍然存在重建后的遥感影像地物全局信息和纹理细节不足的问题。因此,本文提出顾及全局特征和纹理特征的遥感影像超分辨率重建方法,该方法利用生成对抗网络的特征学习能力,并对模型全局和纹理进行增强。一方面,地物全局特征增强部分用于解决当前研究中超分辨率重建模型对低分辨率遥感影像中全局遥感地物信息没有重视和利用的问题。在生成网络中引入自注意力模块,以获取全局地物注意力图的方式将遥感影像中相距较远的地物信息作为重建过程的参考。另一方面,遥感影像纹理增强部分用于解决超分辨率重建模型中超分辨率影像纹理信息不足的问题。本文方法引入纹理损失以优化生成网络参数并增强超分辨率重建后影像中的纹理信息。另外,为避免重建结果中的“伪影”现象,研究采用权值归一化代替批量归一化方法。试验结果表明,本文方法在遥感影像超分辨率重建过程中能增强遥感地物特征,同时可以实现地物的纹理细节精细化恢复,而且超分辨率重建结果的图像质量评价指标SSIM、FSIM和PSNR值分别达到了0.756、0.595和...     

基于高分辨率影像的城市三维建模

介绍了利用倾斜摄影影像和垂直摄影影像相结合的三维城市重建方法,分析了利用有理多项式(RPC)恢复IKONOS立体影像的模型,在VirtuoZo上实现了基于有理多项式(RPC)恢复IKONOS立体影像的模型方法,并利用其快速影像匹配技术,实现了数字地面模型DEM和正射影像,实现了手动和半自动人工地物的采集,如房屋等三维几何坐标和结构的采集;自动获取了基于不同传感器所获得影像的建筑物表面纹理,从而实现了基于多种影像快速三维城市建模。     

无人机倾斜影像三维建模中的空地融合研究

无人机倾斜摄影测量弥补了航空摄影测量无法获取地物侧面纹理信息的缺陷,而且可以快速、自动获取大面积城市建筑物三维模型.但是,基于倾斜摄影建立的三维模型也存在一些问题,比如模型变形、纹理缺失等,导致所建立的模型存在质量问题.空地融合精细化实景三维建模技术将空中倾斜影像和近景影像的数据源结合构建精细化实景三维模型,利用地面影像弥补空中拍摄角度造成的地物遮挡、空中影像分辨率较低的问题,这项技术取得了较好的建模效果.     

一种基于倾斜航片的影像纠正方法

随着3D数字城市建设的快速进展,纹理和贴图获取的快速化被渐渐地提上了日程,传统的像机拍照法已不能满足快速获取纹理或贴图的要求。提出一种基于倾斜航片的影像纠正新方法,它利用程序将地面建筑物在航片上所成的相应影像裁切出来并进行纠正,纠正后的影像可作为建筑物贴图的来源。试验证明,这种影像获取方法快速高效。     

基于深度图像的小面元微分纠正方法研究

地面激光雷达数据和纹理影像结合的应用越来越广泛,如文物保护领域、虚拟现实、城市建设及智慧城市等,这些领域都需要建立三维模型。地面激光雷达技术能快速、精确地获取丰富的建筑物三维点云信息并存储到计算机中,结合高分辨率影像的纹理信息,可满足具有真实感三维模型的重建需求,但在地面激光雷达数据和纹理影像结合生成彩色三维模型的过程中,纹理映射时,以影像为单位进行分块映射,相邻纹理分块之间会产生几何接缝现象,导致映射后的模型真实感程度降低。针对几何接缝问题,本文提出了基于深度图像的小面元微分纠正方法。     

Rapid texture mapping from image sequences for building geometry model

An effective approach,mapping the texture for building model based on the digital photogrammetric theory, is proposed. The easily-ac-quired image sequences from digital video camera on helicopter are used as texture resource, and the correspon-dence between the space edge in build-ing geometry model and its line feature in image sequences is determined semi-automatically. The experimental re-sults in production of three-dimension-al data for car navigation show us an attractive future both in efficiency and effect.     

Rapid texture mapping from image sequences for building geometry model

An effective approach, mapping the texture for building model based on the digital photogrammetric theory, is proposed. The easily-acquired image sequences from digital video camera on helicopter are used as texture resource, and the correspondence between the space edge in building geometry model and its line feature in image sequences is determined semiautomatically. The experimental results in production of three-dimensional data for car navigation show us an attractive future both in efficiency and effect.     

Stereo-Photogrammetric Mapping of Tooth Replicas Incorporating Texture

Commercial digital photogrammetric software has been applied to convergent stereoscopic photography of human tooth replicas prepared to exhibit optical texture resulting in successful generation of 3D coordinate data. Tooth replicas were imaged using a semi-metric 35 mm camera and f = 100 mm macro lens on extension bellows. Model precision was within acceptable limits of 12  μ m or better for manual target matching and 21  μ m or better for automatic image matching. Further improvement in optical texture is required to achieve automatic image matching precision comparable to that of manual target matching. Small errors in interior orientation parameters attributed to instability in the bellows as well as small errors in the relative orientation resulted in some systematic errors. The use of a fixed camera lens system is expected to reduce these errors. When combined with commercially available, moderately priced, digital SLR cameras this brings 3D model generation closer to everyday clinical dental practice.     

结构光系统结合数码相机的小物体高质量纹理重建

针对双鸟饕餮纹夔神鼍鼓等小文物或其他小型物体,提出了基于结构光扫描系统结合普通高分辨率单反数码相机的纹理重建方法。该方法具有自动化程度高、效率和质量高的特点,其中主要解决了单张高分辨率影像与物体几何模型的自动配准,以及配准后从多张影像生成无缝纹理模型的问题。实验证明了本文方法的可行性和有效性。     

基于平面4点快速求解相机外方位元素近似值

提出了一种利用4个共面的控制点对相机外方位元素近似值进行快速求解的方法。利用4个控制点与其像坐标间的几何关系求得其中3个控制点在摄站坐标系下的坐标;再由控制点的已知控制坐标与求得的摄站坐标系下的坐标进一步求得两坐标系的转换参数的初值,并用初值通过解析法对相机外方位元素进行精确求解。最后通过一组实验数据验证了该方法的正确性。     

无人机载双拼相机低空航测系统技术研究

目前国内大多数无人机航测系统所采用的单相机平面精度可达到要求,但高程精度无法满足大比例尺测图要求。本文主要介绍一种无人机载双拼组合宽角相机低空航测系统,其组成结构、双拼组合宽角数码相机原理、数据处理软件,以及利用该系统进行大比例尺测图的生产流程。它与单相机系统的最大不同点是,通过双拼组合扩大了成像系统的旁向视场角,使得在等同航高条件下,航带影像地面覆盖宽度增加一倍,从而达到提高效率的目的。     

基于平面4点快速求解相机外方位元素近似值

提出了一种利用4个共面的控制点对相机外方位元素近似值进行快速求解的方法.利用4个控制点与其像坐标间的几何关系求得其中3个控制点在摄站坐标系下的坐标;再由控制点的已知控制坐标与求得的摄站坐标系下的坐标进一步求得两坐标系的转换参数的初值,并用初值通过解析法对相机外方位元素进行精确求解.最后通过一组实验数据验证了该方法的正确性.     

由小面阵CCD组合构成宽角航空相机

本文研究由多台小面阵CCD相机构建组合式宽角航空相机的新方法———包括由3台或4台相机组合构建的多相机系统结构,由其分离的各影像转换成等效大影像的数学表达;利用室外和室内近景相机检校场对组合相机系统进行高精度检校的内容、解算方法和检校结果;最后给出了以3相机组合系统装备无人驾驶飞行器(UAV II)进行低空摄影的影像成果。     

CCD Image System Design And Exploitation: Experiences And Lessons Learned

The use of digital imagery, acquired through charge-coupled devices (CCDs) either by the scanning of hard copy film or direct capture through the use of a CCD camera, has fundamentally changed the photogrammetric environment. In order to fully exploit these digital image data, the photogrammetrist must employ system design, implementation philosophies and processing methodologies different from those of traditional film based photogrammetry. It is now possible for these new photogrammetric systems to be operated from low cost, high performance PC and Macintosh class commercial hardware, using vendor supplied software for user developed applications. This paper explores lessons learned and experiences gained from low cost, digital photogrammetric system development and CCD image exploitation. Examples and discussion presented in this paper include: (1) integration of user developed applications with commercial hardware and software; (2) user interface design; (3) validation of processing algorithms within the digital image domain; (4) system calibration; (5) digital image data handling, management and storage; and (6) image data compression. The film based photogrammetric system provides the point of departure to digital photogrammetry. Technical knowledge, system design and implementation and CCD image exploitation provide the experience.