基于BIM的室内空间信息表达与管理方法

目前,BIM中室内信息通常只在二维视图中进行管理,而不能在三维视图下很好地表达,这对于BIM在建筑信息管理中的使用是不便的,因此,把室内信息从二维视图迁移到三维视图中进行管理非常有必要.本文以Revit中的房间信息为例,提出一种基于Revit二次开发的方法,能够在不影响模型使用的情况下把二维视图中的室内信息迁移到三维视图进行展示和管理.结果表明,这种方法操作方便,便于室内信息的查询、修改等后期管理工作,解决了Revit中室内信息在二维视图与三维视图信息分离的问题.     

一个多视图的三维GIS的虚拟现实界面

虚拟现实(VR)正成为3D(三维)GIS数据可视化的一种主要技术。然而,和GIS数据的直接交互受到限制。本文阐述了一个支持3D GIS和VR环境的交互的多视图方法。此方法建立在三种类型的可视化基础上:平面视图,模型视图,现实视图。平面视图将数据可视化显示为传统制图数据。模型视图提供了数据基于部分符号化和简单的三维显示的3D鸟瞰图。现实视图是全沉浸的现实的3D显示。这些视图或模式可以同时或分开应用,而每种视图提供了适用于(但不一定限于)那种可视化和交互的交互指令。这种多视图方法应用现有的GIS技术和VR技术,并在Karma系统中得到了应用。本文描述了多视图的方法、系统的组成和内在的数据模型,以及如何输入CAD模型并使之与GIS的数据相容。     

融合激光扫描和多视图影像的模型重建技术

针对在复杂的扫描环境下,三维激光扫描点云数据容易缺失、噪点多,点云预处理难度大且效果不理想,进而影响后期模型重建精度和效率的问题,该文对融合三维激光扫描和多视图影像重建两种技术进行了研究,提出了一种全新的快速精细化模型重建方法。结合某工程实例,基于分块建模的思想,运用该方法完成了数字三维模型的重建工作。实验结果表明,该方法可以建立高精度的三维模型,并在很大程度上提高了建模的效率。     

一种顾及靶标控制的高精度隧道移动扫描方法

针对运营隧道检测无全球导航卫星系统(GNSS)信号，移动激光扫描难以获取绝对坐标系下三维点云数据的问题，该文提出一种顾及靶标控制的高精度隧道移动扫描方法。并将三维激光扫描仪、惯导、里程计、倾角仪集成为自移动三维激光扫描系统，利用倾角仪静态测量姿态角约束惯导数据，结合控制点坐标纠正测量线路轨迹，生成绝对坐标系下的三维点云数据。通过与组合导航对比以及现场实验验证，该方法绝对定位点位偏差可以控制在0.06 m以内。研究方法解决了隧道场景绝对定位难题，有效避免了由于卫星信号遮挡隧道移动扫描点云明显变形和误差急剧变大等情况，为轨道交通隧道三维显示、病害检测等后续分析提供了良好的数据支撑。     

三维激光扫描测量精度评定的讨论

三维激光扫描点转换到工程测量坐标系时,误差来源多、类型多,目前尚没有一套完整的精度评定方法体系。本文对误差源进行分析,将其误差归纳为标准控制点测量误差、扫描误差和坐标转换模型误差三大类;探讨了扫描点在工程测量坐标系中的位置误差指标体系,给出了体系中各项精度指标的计算方法,为三维激光扫描测量在不同的应用中提供一套系统的精度评定参考。     

移动多视图立体摄影的单木结构参数提取北大核心CSCD

针对目前基于地面激光扫描和传统方法测量单木结构参数的成本高和效率低的问题,提出了一种基于移动多视图立体摄影的方法测量树高和胸径。该文利用移动多视图立体摄影技术将由低成本的手持相机获取单木的二维像片生成三维点云数据,并通过对生成的单木点云建模来估算树高和胸径。实验显示采用三维模型估算树高和胸径的结果与实测数据存在明显的线性相关关系。胸径和树高的平均均方根误差分别是7.1%(R2=0.964)、7.9%(R2=0.903),两者的总体估算精度都达到90%以上。结果表明,移动多视图立体摄影技术对于降低树木点云获取成本,丰富林木资源调查的手段具有一定意义。     

移动多视图立体摄影的单木结构参数提取

针对目前基于地面激光扫描和传统方法测量单木结构参数的成本高和效率低的问题,提出了一种基于移动多视图立体摄影的方法测量树高和胸径。该文利用移动多视图立体摄影技术将由低成本的手持相机获取单木的二维像片生成三维点云数据,并通过对生成的单木点云建模来估算树高和胸径。实验显示采用三维模型估算树高和胸径的结果与实测数据存在明显的线性相关关系。胸径和树高的平均均方根误差分别是7.1%(R2=0.964)、7.9%(R2=0.903),两者的总体估算精度都达到90%以上。结果表明,移动多视图立体摄影技术对于降低树木点云获取成本,丰富林木资源调查的手段具有一定意义。     

三维时空一张图应用与探索

以石景山区为例,充分挖掘数据内涵,提出了三维的时空数据整合和融合方法.基于三维框架形成了多源时空一张图,实现了多源数据融合及深度应用,实现城市时空历史动态演变,建成全区统一的二、三维一体化的综合分析平台,统一了全区地理信息资源服务标准,提供了自然资源业务的"三维管理视图",满足了管理部门对时空数据的应用需求,并在此基础上提出相关建议.     

一种有效的WGS-84坐标系与地方坐标系转换方法

WGS-84坐标系与地方坐标系之间转换关系的确定是GPS技术应用中的一个关键问题。在分析经典三维坐标转换方法的基础上,给出一种采用多项式拟合法进行GPS坐标转换的方法。通过工程实例对三维坐标转换的精度和可靠性进行分析,从而验证了多项式拟合法是一种有效的三维坐标转换方法。     

三维变形算法的古建筑构件现状模型快速重建

针对古建筑现状模型制作困难、费时费力、模型精度低等问题,该文以古建筑标准构件模型为数据源,提出了一种基于古建筑构件现状多视图引导的三维模型变形算法。首先,选取标准三维模型和现状构件视图同一视角方向的轮廓及其特征线;然后,应用相似三角形方法进行同名点对的提取;最后,应用改进的保刚性变形方法完成轮廓线驱动三维构件模型变形,生成完整的古建筑构件现状三维模型。以古建筑中常见的3种基本构件作为实验数据,应用改进的拉普拉斯变形算法,生成了古建筑构建现状模型,并通过与现有变形算法的对比,验证该文方法的可行性和有效性,为古建筑现状模型快速构建提供了新思路。     

A multi-sensor approach to creating accurate virtual environments

Creating virtual environment models often requires geometric data from range sensors as well as photometric data from CCD cameras. The model must be geometrically correct, visually realistic, and small enough in size to allow real-time rendering. We present an approach based on 3D range sensor data, multiple CCD cameras, and a colour high-resolution digital still camera. The multiple CCD cameras provide images for a photogrammetric bundle adjustment with constraints. The results of the bundle adjustments are used to register the 3D images from the range sensor in one coordinate system. The images from the high-resolution still camera provide the texture for the final model. The paper describes the system, the techniques for the registration of the 3D images, the building of the efficient geometric model, and the registration and integration of the texture with a simplified geometric model.     

深度图像自动配准点云的方法研究

点云配准是三维激光扫描数据处理过程中不可或缺的一个环节,利用标靶进行配准是经典的手段之一,此类方案在单独扫描标靶的基础上进行半自动化配准。本文给出一种配准策略,利用中心投影原理将单站扫描的点云转换为深度影像,借助数字图像处理技术完成标靶的自动提取,拟合获得标靶中心点的坐标,并借用摄影测量学的知识实现点云的自动化配准。实验证明了本文方法的有效性。     

基于Fourier-Mellin和Delaunay三角网的GBSAR影像配准研究

GBSAR的高精度测量需要准确的干涉相位来保证,因此影像间的配准尤为重要。针对传统GBSAR影像配准方法没有充分考虑到同名点的几何分布和空间结构关系的问题,文中基于Fourier-Mellin和Delaunay三角网的特性,对GBSAR影像数据进行粗配准和精配准。结合GBSAR影像实例数据,并对配准结果的相干系数图进行统计分析,结果表明此方法可提高影像配准的精度,为GBSAR影像数据的后续处理提供较好参考。     

Automating Image Registration and Absolute Orientation: Solutions and Problems

The basic concepts and tools of automatic image registration are presented and the problems which exist are discussed. The paper describes work carried out at University College London on the registration of two images and on the registration of images with maps. It is shown that strategies have been developed which are applicable to different types of image and reference data and that with the tuning of well tried algorithms it is possible to achieve the required matching. The PAIRS technique for automatic registration of optical images from satellites has been implemented and tested and is now being developed for use with optical and microwave images. The ARCHANGEL system for registration of images with maps or vector data is also being implemented and initial results show considerable promise.     

永久散射体差分干涉测量技术中SAR影像精配准的一种新方法

提出并实现了一种基于加权最小二乘的低相干SAR像对精配准新方法。该方法借助一幅与主、辅影像相干性都较高的第三幅影像来完成低相干SAR影像对的初步配准,利用加权最小二乘法求出二者间的坐标映射函数,从而快速高效地实现低相干SAR影像对的高精度亚像元级配准。采用ERS-1/2实际数据的配准实验,验证了该方法可以提高低相干SAR像对的干涉图质量,提高二者之间的相干性和控制点的配准精度,改善低相干SAR影像对的配准效果,在一定程度上解决了PS InSAR技术中低相干SAR影像对的配准问题。     

基于特征提取的光学影像和SAR影像自动配准

针对现有的配准方法用于多光谱影像与SAR遥感影像配准时,存在受SAR图像斑纹噪声影像大、手工选取配准控制点精度低、利用图像景物特征配准时获取区域和边沿困难等问题,以SPOT5影像与RADARSATSAR影像配准进行实验,提出了一种利用改进的SIFT在提取的特征图像上寻找匹配点进行粗配准,然后利用交叉累积剩余熵作为相似性测度结合原始影像信息寻找光学特征图像的角点在SAR影像上的匹配点并进行精配准的方法,配准精度达到了子像素级水平。实验结果表明该方法对多源遥感影像有很强的适应性,配准精度高。     

大孔径静态干涉成像光谱仪图像的条纹消除与配准

大孔径静态干涉成像光谱仪获取的图像是叠加了干涉信息的二维图像,点干涉图的获取需要经过全视场的推扫,平台姿态误差会导致提取的干涉图存在误差,进而影响复原光谱准确性,因此,图像配准是干涉图提取的关键。由于图像受到干涉调制作用,导致传统的图像配准方法在应用于LASIS图像配准时配准精度有限。为了减弱干涉条纹对图像配准的影响,本文提出一种利用条纹模板消除LASIS图像条纹,再结合图像频域配准的方法实现LASIS图像的高精度配准。配准结果表明,本方法很好地消除了干涉条纹对配准精度的影响,配准精度可以达到0.029 4个像素,相对于已开展的LASIS图像配准方法,沿轨方向配准精度提高了45.48%,跨轨方向配准精度提高了52.22%,图像旋转精度提高了39.13%。     

特征级高分辨率遥感图像快速自动配准

随着遥感图像分辨率的日益提高,遥感图像的尺寸和数据量也不断地增大,同时随着遥感应用的发展,对图像配准的性能也提出越来越高的要求,基于此,提出一种特征级高分辨率遥感图像快速自动配准方法。首先,对图像进行Haar小波变换,基于小波变换后的近似图像进行配准以提高配准速度;其次,根据不同的遥感图像来源使用不同的特征提取方法(光学图像使用Canny边缘提取算子,SAR图像使用Ratio Of Averages算子),并将线特征转化为点特征;然后,依据特征点间最小角与次小角的角度之比小于某一阈值来确定初始匹配点对;最后,利用改进的随机抽样一致性算法滤除错误匹配点对,并结合分块思想均匀选取匹配点对计算仿射变换参数,进一步提高配准精度。为了验证本文方法的有效性,选择高分辨率World View-2图像、Pleiades图像和Terra SAR图像进行了实验,并与典型的SIFT算法、SURF算法进行比较分析,采用匹配率、匹配效率、均方根误差和时间消耗4个定量评价指标来客观评价算法的配准性能。实验结果表明,本文方法具有较好的有效性,且在不同的情况下具有较高的配准精度。本文提出的特征级高分辨率遥感图像快速自动配准方法,多组高分辨率遥感图像数据的配准实验结果表明该方法能快速实现并具有较高的配准精度和较好的鲁棒性。     

基于华浩超算平台几何精校正模块的波段配准研究

KOMPSAT3(阿里郎三号)卫星携带高分辨率0.7 m全色和2.8 m多光谱有效载荷,回访周期短,覆盖范围广,得到了广泛的应用。但由于受太阳辐射、大气干扰、云折射等物理因素的影响,造成波段之间在局部区域图像上发生非线性几何畸变,导致多光谱假彩色合成数据产生重叠现象,严重影响多光谱数据质量。本文针对在极端条件下产生的图像局部非线性几何畸变现象,探索国内外各种波段间配准方法,研究发现基于华浩超算平台的几何精校正算法能很好地达到波段间配准效果,消除了多光谱假彩色合成数据的影像重叠现象。     

利用局部自相似的多光谱遥感图像自动配准

为解决多光谱遥感图像间非线性灰度差异造成的配准困难问题,提出了一种基于局部自相似的自动配准方法。该方法首先引入局部自相似(local self-similarity, LSS)特征,并在对数极坐标系下建立反映图像内在几何布局和形状属性的特征描述子。之后结合LSS和归一化相关系数构建一种形状相似性测度,并通过模板匹配的策略实现图像的配准。试验结果表明,该方法能够较好地抵抗图像间的非线性灰度差异,并获得了可靠的配准精度,而且相比于传统方法,在顾及计算效率的同时获得了更高的匹配正确率。