利用航空影像、点云数据和矢量图进行简单房屋三维重建方法研究

采用航空影像、点云数据和矢量图进行房屋的三维重建。该方法从矢量图和三维点云数据提供的房屋高度信息中自动获取房屋模型参数的初始值,利用矢量和影像匹配技术、最小二乘平差算法实现平顶房、人字形简单房屋的自动三维重建。试验数据证明,该方法能较好地实现房屋的点云数据分割和平顶房、人字形简单房屋的几何模型自动重建。     

一种基于无人机序列图像的地形地貌三维快速重建方法

提出了一种基于无人机序列图像的地形地貌三维重建方法,该方法采用Harris特征点和SIFT特征向量来提取图像特征,实现图像配准;采用准透视投影模型和因子化方法对未标定的图像序列进行自动标定;通过高效次优解三角化方法获取三维点云坐标;通过准稠密化扩散算法对三维点云进行稠密化;采用捆绑调整算法提高了空间三维点云的精度;采用Possion表面重建方法对三维点云进行了网格化处理.本文为无人机序列图像的应用提供了一个新的思路,拓展了无人机的应用空间.     

基于航空立体影像对的复杂房屋三维拓扑重建

对利用航空影像对重建复杂房屋三维模型进行了研究,提出了拓扑链、外拓扑和内拓扑的概念,分析了复杂房屋的内拓扑和外拓扑的三维重建,构造了复杂房屋的三维拓扑数据模型。基于此模型设计了双向搜索算法,用于自动构建复杂房屋的三维拓扑面,从而实现了复杂房屋的自动三维拓扑重建。实验证明,本文提出的双向搜索算法是很稳健、高效的。     

一种具有抗弱边缘能力的航空影像房屋自动提取方法

在充分利用房屋影像特征和目标领域知识的基础上,构造了基于方向信息的弱边缘检测、大跨度直线桥线段提取、角点分析与检测、房屋轮廓推理与证实、房屋轮廓修整与表达等关键算法,以控制注意力焦点处理机制和影像级、符号级结合的运算方式,对大比例尺航空影像中的房屋目标进行提取。本文详细地描述了此方法,并给出了在提取被树荫等环境因素干扰的规整平顶、坡顶房屋方面所取得的效果。     

相向飞行全极化SAR图像对建筑物的立体重构

用多方向飞行的全极化SAR图像可能提取特定三维目标的高度与位置信息,进而实现目标物的几何立体重构。全极化SAR图像数据与单极化SAR相比,可以选择多种极化组合数据,提供对于特定目标几何特征敏感的数据类型,通过多方向飞行SAR图像反演该目标或目标群的高度与位置信息。本文用两幅相向飞行的PI-SAR(日本机载极化与干涉SAR,X波段、1.5m分辨率)图像,提取日本仙台电视塔高度、日本东北大学建筑物群的立体重构。     

低分辨率遥感影像中道路的全自动提取方法研究

从Marr视觉计算理论出发,利用低分辨率遥感影像的特点,提出了一种基于边缘线段感知编组和动态规划跟踪线段的道路信息全自动提取方法.首先分析了低分辨率影像中道路的辐射特性和几何特性,以得到道路模型.然后在底层处理阶段对影像进行边缘检测、无效线段去除等预处理;中层处理阶段采用基于上下文关联的感知线段编组法得到候选道路段,并由道路段的置信度阈值确定道路种子点;最后在高层处理阶段提出基于动态规划的道路跟踪算法得到候选道路,并且采用知识推理去除部分虚警.实验结果表明:(1)对图像中背景干扰较大的山区道路和复杂的城区道路网均有较好的识别效果;(2)识别过程全自动进行,没有人工干预,因此计算效率相比其他方法有一定的优势;(3)由不同传感器卫星获取的影像如L7,SPOT,SAR等,算法均能进行有效识别,具有很好的普适性和稳健性.     

无序航空遥感影像的三维地形重建

无序航空影像的三维重建是摄影测量和计算机视觉领域研究的热点问题。提出一种可以不依赖任何辅助信息,由无序航空遥感影像全自动重建三维地形模型的算法流程。实验通过3组具有代表性的影像数据集验证了该方法的有效性和适用性。对重建后的三维地形模型的绝对精度检验表明,该方法重建的三维模型不仅具有较高的平面精度,而且当影像的基高比较好时,也可以获得较高的高程精度。     

机载LiDAR点云数据的建筑物重建研究

提出了利用机载LiDAR点云数据进行复杂平面建筑物重建的方法。首先,将提取出的建筑物点云聚类到不同的平面点集;然后,对各个平面点集进行平面拟合,采用平面相交确定平面边界,并解算出各平面边界角点的三维坐标,从而重建建筑物模型。某区域的机载LiDAR点云数据的实验结果表明,该方法能有效地重建出较复杂的平面建筑物。     

基于倾斜影像的三维建筑物纹理提取方法研究

通过倾斜摄影技术实现三维城市建模是当前三维城市快速建模的一种发展趋势,在三维城市快速建模过程中,如何在加密和定向工序处理后的倾斜影像中提取建筑物的侧面纹理,从而实现纹理自动匹配,是一个值得研究的问题。     

利用凝聚层次聚类的多视影像重建算法

无序多视影像的三维重建由于缺乏先验信息而可能导致重建结果发生漂移。提出一种稳健的重建算法,以匹配点对数量作为影像间的相似性量度,利用层次聚类算法对影像集进行分层分组,通过自下而上的顺序,对各层中的每一组子影像集进行重建;然后利用公共点将相邻子影像集间的重建结果进行融合,直到完成整个影像集的重建。最后通过3组具有代表性的影像集的重建试验,验证了算法的有效性。     

利用无人机影像进行滑坡地形三维重建

针对滑坡表达研究的需要,提出了一种基于无人机影像序列的滑坡地形全自动鲁棒三维重建方法。以某滑坡区为试验场地,利用无人机搭载小型数码相机获取滑坡影像,辅助飞控数据建立的影像拓扑关系,依据计算机视觉原理,对滑坡地形进行了全自动三维建模,生成了包含颜色信息的三维点云数据,构建了滑坡体数字表面模型(DSM)。结果表明:该方法可快速实现滑坡三维地形精细测绘,有效降低作业成本和劳动强度;所建模型可准确表达滑坡体的空间分布特征,为正确分析评价滑坡稳定性提供了有力支持,尤其适合在困难山区或潜在危险地区的滑坡遥感动态监测。     

顾及外拓扑的异构建筑三维拓扑重建

分析了异构建筑在三维拓扑重建中的问题,依据拓扑数据模型的需求,提出了基于顶图、底图和结构图的自动拓扑重建算法,该算法能够有效地对异构建筑进行整体三维拓扑重建,不仅保留了建筑内每一实体单元的内拓扑,同时也兼顾了实体间的外拓扑。基于该方法,设计并开发了三维地籍管理系统中的数据生成模块,以深圳市某小区为实验区,验证了算法的可行性及有效性。     

利用影像辅助LiDAR点云数据的建筑物提取方法研究

机载LiDAR作为一种新兴的对地观测技术,能够快速地获取地表三维信息。如何从海量LiDAR点云数据中提取建筑物是数据处理中的一项关键工作。本文结合LiDAR数据和航空影像的数据特点,提出了一种航空影像辅助的LiDAR点云建筑物提取方法,首先,采用面向对象方法从航空影像中提取建筑物的轮廓;然后,以建筑轮廓信息为参考,从LiDAR点云中提取建筑物的点云数据;最后,通过实验证明该方法的有效性与可行性。     

航空影像多直角平顶房屋的半自动提取

提出了一种从数字航空立体像对半自动提取多直角平顶房屋的方法。试验表明,本方法能提高提取建筑物的精度,其定位精度较高。     

高噪声环境下基于参考影像的车载序列影像定位方法

本文提出一种Monte-Carlo匹配与定位算法,基于已知地理参考影像实现了地面车载全景影像序列的精确定位。首先,基于贝叶斯准则和马尔科夫随机链,推导了几何、辐射两种约束条件下运动影像序列全局定位的通用统计模型。然后,顾及阴影、遮挡、动态目标等困难条件下的多源影像匹配80%的误匹配率,基于粒子滤波原理提出Monte-Carlo匹配与定位一体化求解算法（MIML）,通过预测、更新的迭代策略,在剔除粗差的同时获得最佳定位结果。通过2000余张车载全景影像序列的定位实验,验证了本方法能够克服多源影像匹配中误匹配点太多导致的传统平差算法无法收敛的问题,实现了车载全景序列影像的精确定位。     

利用网络图进行高分辨率航空多视影像密集匹配

提出了一种基于网络图的高分辨率航空多视影像密集匹配算法。首先利用影像间的重叠关系和方向确定候选立体像对并构建网络图;在立体像对密集匹配阶段,引入导向中值滤波采用由粗到精的改进半全局匹配(SGM)算法进行双向视差图生成;最后基于所有立体像对构建的网络图完成多视影像间的密集点云生成及融合。试验选取了ISPRS的Vaihingen航空影像和ISPRS/EuroSDR项目的苏黎世倾斜下视影像进行试验,结果表明:本文算法对高分辨率多视影像密集匹配是有效可行的,无论在匹配完整性、效率、精度上都能获取较好的结果,重建的密集点云平均反投影误差的中误差可以达到亚像素级精度,实际精度可以达到1.5倍GSD,并且在建筑物、植被、水体等视差不连续、弱纹理或重复纹理区域也取得了较好的匹配结果。     

多约束的平面点集形状重构方法

针对平面点集空间分布的复杂性,本文提出了一种基于Delaunay三角网的平面点集形状重构方法。首先采用一种简单且实用的数据结构以表达Delaunay三角网中嵌入的几何信息和拓扑信息,然后由外向内迭代过滤Delaunay三角网得到一个大概边界,最后进一步考虑边界的凹凸信息和空洞现象,获取最终的精细边界。试验结果表明与其他典型的Delaunay三角网重构方法相比,本文提出的算法能更好地适用于平面点集空间分布的复杂性,通过所构建的数学模型实现了凸凹多边形内外边界提取。     

城区大比例尺影像三维景观重建

本文利用目标提取技术,根据近似点位进行房屋角点的自动定位,自动搜索同名点,然后建立一个尽可能多地包含房顶面的目标窗口,取代传统的以房角为中心的窗口进行房顶角点影像匹配,提高了房顶角点匹配的可靠性,实现了航空影像房屋三维数据的半自动量测。进而在地面与建筑物表面二维半不规则三角网和原始数字影像的基础上,实现了建筑物可见表面纹理的恢复,重建了城市真实三维景观。     

基于机载LiDAR的多面片建筑物3维重建方法研究

提出了顾及多面片建筑物模型拓扑关系的边界提取方法。针对多面片建筑物的特点并基于最小二乘法,设计了一套适合多面片建筑物的边界规则化方法,并生成了3维建筑物模型。实验证明,本文方法对于多面片建筑物模型的3维自动重建都是可行和有效的。     

基于DEM的航空摄影技术设计方法

航空摄影是快速获取和更新基础地理信息的重要技术手段之一 ,其技术设计直接影响航摄成果直至最终航测成图的质量。本文通过分析目前航空摄影技术设计中存在的问题 ,提出了基于数字高程模型的计算机辅助航空摄影技术设计的方法。该方法以基础地理信息尤其是数字高程模型为数据支撑 ,利用 GIS的可视化技术和多源数据的整合能力 ,实现航空摄影的计算机辅助技术设计 ,旨在规范航空摄影技术设计工作 ,提高航空摄影技术设计水平和工作效率 ,确保航摄成果质量