一种三维实景模型单体建筑物提取方法

倾斜航摄仪的发展提高了三维实景模型生产的自动化程度,降低了生产成本。但目前软件自动生成的"一张皮"数据难以挂接GIS属性数据,因此有必要从三维实景模型中提取单体建筑物。针对此目的,本文提出了一种结合几何、纹理及语义信息的提取方法。首先利用几何、颜色以及语义信息将实景模型的三角面片分为地面、植被、建筑物立面和建筑物屋顶4类,然后通过组合验证建筑物立面和屋顶形成单体建筑物。采用"街景工厂"生产的2组三维实景模型数据进行实验,提取结果完整度大于90%,正确率高于93%。实验表明:本文方法能自动从三维实景模型数据中提取单体建筑物,可为后续的属性数据挂接提供基础。     

一种参数化建筑物三维建模方法

针对传统的建筑物建模方法需要大量人机交互操作,建模过程复杂和成本高的问题,该文提出一种参数化建筑物三维建模方法。首先,以高分辨率遥感影像和建筑物立面影像作为数据源,在遥感和GIS软件平台的支持下,提取建筑物的底面边界、高度、楼层数、层高和屋顶类型等空间数据和属性数据,并将其保存至GIS空间数据库。其次,提出基于拉伸、拆分、添加结构面过程的建筑物主体结构建模方案,并设计了模型自动生成算法。进一步,采用Ruby面向对象语言,通过调用SketchUp平台的应用程序接口函数,结合编程实现了建筑物的自动化建模。最后,开发了建筑物参数化建模插件。实际建模实验成果表明:该方法能够显著降低建模人员劳动强度,提高建模效率。     

一种公寓式建筑物三维产权群集自动构建方法

建筑物在不同视角下分为物理群集和产权群集,后者依附于前者.现有的群集对象构建方法可以自动地构建同一栋建筑物的物理群集和产权群集,但生成的两个群集相互独立.这不仅增加建模成本,也不利于后期模型数据的更新和维护.针对该问题,研究公寓式建筑物物理群集与产权群集的关系,发现连通边界的层级性决定了胞腔聚合的产权体,提出了一种将物...     

三维城市模型数据组织与管理方法研究

海量三维城市模型数据(3DCM)如何得以有效地组织和管理,决定着3DCM在各个专业领域的应用前景,也是目前三维GIS研究的一个重要问题.本文结合上海市3DCM生产过程和三维模型库建设过程,首先从模型数据、要素类别和精细程度三个方面分析了3DCM的数据内容,在此基础上系统地介绍了上海市中心城区3DCM的数据库组织方法和管...     

一种三维GIS与虚拟现实系统集成方法

分析了三维GIS与虚拟现实系统集成,提出了一种虚拟现实系统与三维GIS的集成方法,实现了两个系统之间的数据互操作。     

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。     

一种三维激光点云中建筑物立面渐进分割方法

针对建筑物立面分割的问题,该文提出了一种三维激光点云中建筑物立面渐进分割方法。建立三维格网索引,通过分析建筑物立面在三维格网内的空间分布特征和二维平面格网内投影的线性分布特征,确定立面种子格网和投影线的拟合点,拟合投影线并基于种子格网约束生长完成每层格网中立面粗分割;使用RANSAC算法对粗分割后的立面点云进行面拟合,实现精细分割,并将各层格网中的立面进行合并,实现建筑物立面的完整分割。实验结果表明,该方法能有效地实现建筑物立面的精细化分割,有助于后续的建筑物精细三维模型重建。     

三维城市模型中建筑物LOD模型研究

建筑物模型在三维城市模型(3DCM)中占有相当大的比重,建筑物模型多细节层次(LOD)的建立和表达直接关系到三维城市模型的整体显示效率和真实表现力,是三维城市模型的重要研究内容之一。本文从建筑物模型的纹理特征和几何结构出发,论述了建筑物LOD模型的建立原则,并从应用角度就建筑物各个细节层次模型的特点、应用范围与数据获取等方面进行了分析。     

公路三维模型建立与数据组织

以公路设计数据为基础,讨论了地形、公路及其构造物的三维模型的建立方法。针对公路呈线性分布的特点,采用动态分段技术来组织管理路面三角形数据及道路属性数据,并在三维环境下,对经典的二维线性参照系统进行扩展,使之能满足公路附属设施三维模型的定位及其位置查询,并在具体项目中得到验证。     

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。     

Detecting repetitive structures on building footprints for the purposes of 3D modeling and reconstruction

ABSTRACT

Repetitive structures of a building share features in terms of geometries and appearance and, therefore, the 3D information for these structures can be transferred from one specification to another for the purpose of 3D modeling and reconstruction once they are identified as repetitive structures. In this paper, a novel approach is proposed for the detection of the repetitive structures specified by the polygons of a building’s footprints. Instead of directly operating on the polygon in 2D space, the polygon is converted into a bend angle function representation in 1D space, whereby an extrusion is represented as a closed polygon intersected by the x-axis and located above it, while an intrusion is represented as a closed polygon below the x-axis. In this way, a polygon of a footprint is decomposed into a number of extrusions and intrusions which can in turn be processed. The task of detecting any repetitive structures specified in a building’s footprints then becomes the task of clustering the intersected polygons in the bend angle function space. The extrusions/intrusions which can be placed in the same clusters can be regarded as repetitive structures. Experiments show that this proposed approach can detect repetitive structures with different sizes, orientations and complexities.     

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。     

机载激光雷达数据的建筑物三维模型重建

机载激光雷达技术可以快速获取建筑物高精度高密度的三维空间信息.文章提出一种建筑物三维模型重建方法,该方法利用栅格数据使用RANSAC算法提取建筑边界上的长线段,采用规则化策略获取建筑轮廓;在模型生成阶段,基于原始点云和屋顶拓扑关系约束,获取屋顶间的交线和交点,并结合已得到的建筑边界、屋顶间交线和交点获取三维建筑模型.实验结果表明,该方法思路清晰、科学可行且适用性强,提取的建筑边界和模型垂直精度高.     

倾斜摄影测量的城市真三维模型构建方法

针对如何基于近年来新推出的倾斜摄影测量技术快速构建城市真三维模型的问题,在研究分析国内基于该技术构建三维模型方法的基础上,提出了利用Street Factory系统,结合少量人工干预快速构建城市真三维模型的方法。采用倾斜影像联合空中三角测量技术,实现了多角度倾斜影像的一体化区域网平差;通过多视影像密集匹配和自动纹理关联,实现了高精度真实三维模型的构建。基于RCD-30倾斜相机获取的西安大雁塔景区倾斜影像,开展城市真三维模型构建试验。结果表明,所提方法构建的城市真三维模型满足相关规范的要求,适合大规模区域城市三维模型快速构建,对测绘生产单位规模化生产具有一定的参考价值。     

GIS中三维空间数据模型的集成与应用

针对三维地理信息系统中的三维空间数据模型,结合城市规划工作,分析讨论了三维数据模型集成的必要性以及TIN与CSG、八叉树与TEN、矢量与栅格等混合数据模型实现的方法和思路,提出了在城市规划应用中模型集成的适用类型及有关要求.     

城市三维快速建模方法探讨

针对当前两种主要城市三维模型建设方法的特点和不足,该文提出一种城市三维快速建模方法,以3D GIS技术所追求的精确数据为出发点,向虚拟现实所追求的逼真效果靠拢。该方法的主要思路和技术特点是充分利用现有城市测绘信息资源,通过研究各种模型要素的特点、开发各种人机交互辅助工具和制定相应的技术流程来实现即精确又逼真的城市三维快速建模技术方法。该方法能够提高城市三维人工建模的效率,保证城市三维模型的逼真效果,并在武汉市城市三维建模工作中得到有效应用,在城市三维建模行业中具有推广价值。     

面向地籍的三维数据模型设计与建立

本文结合三维地籍空间实体的特征,依据现代地籍管理需求,对OO3D数据模型进行扩展,提出了面向地籍的三维数据模型(CO3D),并详细阐述了CO3D的逻辑和概念模型,研究了CO3D拓扑关系类型、存储结构、查询方式的实现方法,探讨了模型的可视化原理及实现,并通过实例验证了CO3D模型的正确性和可行性。     

应用3DXML管理三维建筑物LOD模型

随着三维城市的建设,数据内容将日益增加,数据量不断加大,多细节层次技术、模型简化技术和数据存储管理技术日益显示出其应用的重要性。因此,本文分析了有关虚拟场景中建筑物模型多细节层次技术的层级划分和生成实现方式。从而进一步探讨了实现细节层次模型所需的建筑物模型简化方法,以及应用一种基于XML的3D图形标准的3DXML实现对城市三维建筑物模型LOD信息的管理。     

一种便捷的城市三维景观可视化方法

本文提出了基于城市CAD地形图和高分辨率遥感影像的城市景观三维建模方法。利用建筑物的多边形和层数属性,在二维GIS软件中以建筑物多边形为底、层数乘以每层高度为高,生成立柱体。再把立柱体和正射影像投影到DEM上,得到城市三维景观模型。本研究以南京市新街口地区为例,实验结果表明,该方法是一条经济而高效的城市景观三维可视化途径,可广泛应用在城市GIS的相关研究中。