多星形约束图割与轮廓规则化的高分遥感影像直角建筑物提取

提出了一种基于多星形约束的图割和轮廓规则化的交互式半自动提取高分影像上直角建筑物的方法。首先,通过人工在建筑物上画一条线的交互方式自动得到包含目标建筑物的影像图块;其次,利用双边滤波对该影像块进行保边去噪预处理并进行超像素分割;再次,以交互线所在的超像素为前景,以交互线所得的建筑物范围与影像块边界之间的超像素为背景,进行基于多星形约束图割方法得到建筑物图斑;最后,利用Harris算子检测图斑上的角点,并对角点分组拟合得到规则的建筑物轮廓。为验证本文方法的有效性,分别对两幅不同地区和不同空间分辨率的高分航空影像进行建筑物提取试验,结果表明,该方法不仅交互简单而且具有高效性、准确性和稳定性。     

关键点检测的复杂建筑物模型自动重建

利用机载LiDAR点云数据进行建筑物重建是当今摄影测量与遥感领域的一个热点问题,特别是复杂形状建筑物模型的精确自动构建一直是一个难题。本文提出一种基于关键点检测的复杂建筑物模型自动重建方法,采用RANSAC法与距离法相结合的分割方法自动提取建筑物屋顶各个平面的点云,并利用Alpha Shape算法提取出各个平面的精确轮廓,根据屋顶平面之间的空间拓扑关系分析建筑物的公共交线特征,在此特征约束下对提取的初始关键点进行修正,最终重建出精确的建筑物3维模型。选取不同类型复杂建筑物与包含复杂建筑物的城市区域点云进行实验,结果表明该算法具有较强实用价值。     

城郊高分影像中利用阴影的建筑物自动提取

提出了一种充分利用阴影实现自动分类与后处理相结合的建筑物自动提取方法:首先根据阴影和植被自动检测结果并选定裸地样本确定预分类CMap图,并设计了基于偏移阴影分析的建筑物样本自动提取方法,结合支持向量机（support vector machines,SVM）分类模型将影像分为阴影、植被、建筑物、裸地4大类以提取建筑物初始结果;通过形态学处理提升区域完整性,区域增长补充漏检区域,利用设计的相交边界阴影比率筛除无阴影的非建筑物等措施,进行后处理优化获取最终结果。实验表明,充分利用阴影信息,不仅能准确、全面地获取各类样本,保证分类精度,与后处理优化策略紧密结合,大幅度提高了正确率和完整度;并且自动化程度得到有效提高,更适用于城郊区域建筑物的提取。     

高分辨率遥感影像建筑物分级提取

高分辨率遥感影像建筑物信息自动提取是遥感应用研究中的一个热点问题,但由于受到成像条件不同、背景地物复杂、建筑物类型多样等多个因素的影响使得建筑物的自动提取仍然十分困难。为此,在综合考虑影像光谱、几何与上下文特征的基础上,提出了一种基于面向对象与形态学相结合的高分辨率遥感影像建筑物信息分级提取方法。该方法首先利用影像的多尺度及多方向Gabor小波变换结果提取建筑物特征点;然后采用面向对象的思想构建空间投票矩阵来度量每一个像素点属于建筑物区域的概率,从而提取出建筑物区域边界;最后在提取的建筑物区域内应用形态学建筑物指数实现建筑物信息的自动提取。实验结果表明,本文方法能够高效、高精度地完成复杂场景下的建筑物信息提取,且提取结果的正确性和完整性都优于效果较好的PanTex算法。     

高分辨率遥感影像的建筑物自动提取

文章结合结构图分析方法,提出一种针对高分辨率遥感影像中建筑物自动提取方法.该方法利用几何限制对线基元进行初连接,解决由于边缘检测无法完整提取建筑外边缘问题;通过构造结构图确立线基元之间连接关系,搜索结构图中闭合路径,建立高级别特征,对过于散列的线基元进行整合;在此基础上,综合考虑建筑物的几何结构、光谱特征等图像信息筛选闭合路径,实现对建筑物的提取.最后通过对天绘一号高分辨率遥感影像进行建筑物自动提取验证了该方法的有效性.     

多重约束下的建筑物阴影提取

在基于结构线一侧灰度统计法进行阴影检测的基础上,结合了灰度约束、几何约束、上下文约束和其他辅助信息,提出了一种多重约束下的建筑物阴影提取方法,实现了对建筑物阴影的提取,并利用IKONOS影像和航空像片进行了试验,证明该算法是有效而稳健的。     

一种融合多源特征的建筑物三维模型重建方法

以激光点云数据和倾斜多视影像为研究对象,提出了一种结合机载点云、地面点云及倾斜多视纹理的融合多源特征的建筑物三维模型重建方法。该方法结合点云面元以及影像边界特征,利用倾斜影像的线特征对顶面及立面模型进行边界规则约束,实现了面元自动拓扑重建;通过交互编辑完成不同复杂程度的建筑模型重建,并对模型进行纹理映射。实验结果表明,该方法能够有效提升城市建筑物三维模型重建的效率和边界精度,为利用多源数据的空地联合建筑物三维精细重建提供了一套切实可行的解决方案。     

数学形态学与拓扑约束支持的单条河流骨架线提取

为解决当前遥感手段提取河流骨架线自动化程度不高、精度有限、易发生断裂等问题,提出一种基于数学形态学与拓扑约束理论的完整单条河流骨架线自动化提取方法。该法综合利用归一化水体指数(NDWI)和数学形态学方法提取遥感影像中的河流及河流初始骨架线;从河流初始骨架线二值图中获取断点,并自动计算膨胀系数,利用局部膨胀细化法进行连接;结合拓扑约束,利用初始骨架线对连接线进行去伪操作。结果表明,该方法能有效解决细小、易发生断裂的单条河流的完整骨架线自动提取的难题。     

一种新的异源高分辨率光学卫星遥感影像自动匹配算法

提出一种新的异源高分辨率光学卫星遥感影像自动匹配方法.首先利用高分辨率光学遥感影像有理多项式模型(RFM)正解模型,通过迭代计算其反解模型,并将RFM反解模型与投影轨迹法结合提取特征点对应异源影像核线,通过核线检查与对比分析确定同名点搜索范围.然后在搜索范围内利用最小欧式距离准则提取初始同名点,最后采用RANSAC算法和多项式拟合迭代法剔除误匹配点以获取最终的匹配结果.试验结果表明,相对于传统的SIFT算法,本文方法通过对异源影像特征点构建核线几何约束和灰度分析进行匹配,可获取更好的匹配效率和精度.     

基于面向对象的高分辨率影像专题信息提取

利用面向对象的分类方法对高分辨率影像上的水体、植被、建筑物以及道路进行了自动提取;对自动提取结果进行了精度评价:水体和植被的用户精度在90%以上,建筑物和道路中心线的用户精度在70%以上;并分析了影响信息提取精度的因素。     

结合区域增长法和TIN边缘分割的建筑物立面几何特征提取

针对已分割出建筑物立面的点云数据,采用结合主成分分析(PCA)的区域增长法提取建筑物立面的平面特征,并利用结合凸壳算法的三角网轮廓提取算法实现建筑物立面几何特征轮廓边的提取。实验结果表明,该方法可以有效地从密度不均匀的点云数据中提取出建筑物立面几何特征。     

基于基尼系数的倾斜航空影像中建筑物立面损毁检测

针对已分割出的建筑物立面,提出了以基尼系数作为损毁指数对倾斜航空影像中建筑物立面损毁检测的方法。该方法首先通过改进的k-means算法分割出建筑物立面的门窗和墙面,然后利用Canny算法对分割影像进行边缘检测提取统计特征,最后利用经济学中的基尼系数来判断建筑物立面是否损毁。实验结果表明,本文方法在没有先验信息的情况下仅利用单时相倾斜航空影像就能简单高效地判定建筑物立面损毁。     

利用车载点云数据构建建筑物立面窗户模型

采用车载LiDAR数据进行窗户模型构建是一项艰巨的工作，本文提出了一整套窗户模型构建方法。首先利用RANSAC算法对建筑物立面进行探测分离主墙面，基于空洞思想对主墙面窗户进行聚类，然后采用动态椭圆凸壳算法探测窗户边界轮廓点。对获取窗户边界点采用RANSAC算法进行分割，采用基于稳健整体最小二乘算法进行直线拟合和角点恢复，最终结合窗户的几何特征完成窗户模型构建。试验结果证明了该方法能够准确有效地构建建筑物立面中的窗户模型。     

Building facade interpretation from uncalibrated wide-baseline image sequences

We propose an approach for building facade interpretation ranging from uncalibrated wide-baseline image sequences to the extraction of windows. The approach comprises several novel features, such as determination of the facade planes by robust least squares matching, learning of implicit shape models for objects, particularly windows, and the determination of the latter by means of Markov Chain Monte Carlo (MCMC) employing an abstraction hierarchy generated via mathematical morphology. Results for the fully automatic approach show its potential and shortcomings.     

Discovering repetitive patterns in facade images using a RANSAC-style algorithm

In this paper, we present an algorithm that automatically decomposes the facade images of buildings into floors and tiles by discovering the repetitive patterns of the dominant structures, such as windows and balconies. Our algorithm follows a histogram-based approach that analyzes the accumulated horizontal and vertical histogram profiles of window gradients and edges. In this study, a histogram is viewed as a series of noisy wave cycles, where a wave cycle represents the approximated position and dimensions of a window. Therefore, the dominant frequency of the histogram should be highly related to the windows. The repetitive pattern that represents these windows is then discovered from the dominant frequency by iteratively fitting candidate sine waves using a RANSAC-styled algorithm. Finally, the splitting lines are positioned in the valleys of the resultant wave. We evaluate our algorithm using the publicly available facade image database, and the results demonstrate that our proposed algorithm performs well. Comparisons between the proposed algorithm and several baseline techniques are also evaluated and discussed.     

重复结构检测的建筑物立面影像纹理分割

针对检测影像重复结构的算法需要大量迭代计算、效率不高等问题,该文结合相位相关和灰度相关算法,实现了建筑物立面影像纹理重复结构的检测,在此基础上,利用灰度梯度信息进一步分割立面纹理结构。相位相关通过在频域检测立面两区域影像傅里叶变换的相移来确定其在空间域对应的近似偏移量,实现重复纹理结构的粗定位。基于灰度相关的相关系数用来检测两区域影像的灰度相似性以精确确定重复纹理结构。纹理结构的分割则是根据纹理边缘梯度特点,在水平和竖直方向定位纹理结构单元的分割线。实验证明,该算法结合了立面影像纹理相似区域粗定位和精检测,有效提高了立面影像纹理重复结构检测及分割的效率。     

Efficient building facade structure extraction method using image-based laser point cloud

Facade structures from three-dimensional (3D) point cloud data (PCD) and two-dimensional (2D) optical images can provide significant information for 3D building modeling. However, a unified data model for integrating 2D imagery pixels and 3D PCD is absent in current methods, leading to a complex implementation process, large calculations, and inefficiency. An efficient facade structure extraction method for building facades is proposed in this study. Based on the conversion matrix, 2D image and 3D PCD information are merged to build an image-based laser point cloud (ILPC) data model first. Second, both the line segment detection and random sample consensus algorithms are improved according to the structure and characteristics of the ILPC data model. Finally, building facade structures are extracted and optimized. Facade structures can be extracted accurately and efficiently by the proposed method, which contains rich information support from the ILPC data model. The proposed method extracts fine building facade structures with accuracy over 0.68 in all experiments and recall up to 0.81, which are better than the Wang method. Extracted structures constitute valuable support for numerous fields, such as 3D building modeling and building information modeling construction.     

一种新的窗户特征提取方法研究

在建筑物立面重建中,窗户提取、结构识别是学者们研究的热点。针对建筑物特征提取的应用需求,文中提出一种基于局部搜索算法——爬山法的窗户信息提取方法,介绍研究中采用的一些原理、方法,从而可以准确有效地从激光扫描数据中提取出建筑物的窗户信息。利用本方案对地面激光扫描系统获取的建筑物实验数据进行具体的处理,并给出可视化表达结果。     

LiDAR点云的建筑物立面空洞修复

针对树木等遮挡造成的车载LiDAR建筑物立面点云空洞,该文提出了一种基于机载和车载LiDAR数据融合的建筑物点云修复方法,即在空-地LiDAR点云融合的基础上,基于提取的机载LiDAR建筑物外轮廓线,通过缓冲区分析实现车载LiDAR建筑物点云分割;借助轮廓线信息实现了邻近建筑物间的相似性判断,基于匹配后的相似建筑物点云和空洞探测方法,实现了建筑物立面点云空洞修复。最后通过实验数据验证了该方法的可行性。     

顾及功能语义特征的建筑物空间分布模式识别方法

本文从空间-语义双重约束角度,提出一种顾及空间邻近和功能语义相似的建筑物空间分布模式识别方法。首先,基于建筑物的空间位置邻近性(即建筑物间的最小距离)约束进行聚类,获得建筑物的空间分布模式和建筑物间的空间邻近关系;然后,根据建筑物的功能语义相似性约束进行分割,获得建筑物的初步聚类结果;最后,考虑簇内相似性与簇间差异性进行整体优化,获得最终聚类结果。试验验证表明,本文方法比现有方法能够更有效地识别空间邻近与功能语义一致的建筑物群,服务于智慧城市建设中对建筑物进行语义层次综合和对城市结构进行深入研究的需求。