基于城市航空立体像对的全自动3维建筑物建模

城市建筑物3维建模是虚拟城市建设的关键技术之一。基于大比例尺航空立体像对提出3维建筑物建模方法。首先对2维边缘检测Canny算子进行改进，以期从城市航空影像中检测出较为精确的2维建筑物轮廓线。然后把改进的自适应最小二乘相关算法运用到金字塔匹配算法中，由于金字塔匹配算法中最为关键的问题是误差传递的有效控制，而以往的研究中尽管采用了多咱控制策略但效果不是很好，作者通过提出2种新的误差传播控制策略得到了较高精度的匹配结果。利用匹配生成的高精度3维信息对检测到的2维建筑物轮廓线进行3维插值，获得建筑物的3维信息，由此实现了建筑物3维建模。     

数字立体像对的自动相对定向

进入90年代,数字摄影测量得到了飞速发展,相继有许多数字摄影测量系统出现。本文对数字摄影测量系统的基础之一——数字相对定向作了理论和实验研究,提出了一种基于特征点组的金字塔结构的自动相对定向方法,即用Fstner算子选择定向点,用金字塔结构影像数据相关定向点,最后用最小二乘相关获取的点位进行相对定向计算。实验证明,该方法是可行的,取得了满意的结果。     

多通道投影系统在三维城市地质成果演示中的应用

为了能将上海三维地质成果更好的展示,根据演示厅实际情况,上海地质调查研究院采用了三通道投影系统,在环屏幕上高分辨率地展示三维地质成果,实现了大场景的平面演示和虚拟三维投影之间的切换。     

金字塔沙丘流场的三维数值模拟

对位于敦煌莫高窟顶部鸣沙山东麓的金字塔沙丘流场形态进行数值模拟,分析了多风向条件下沙丘的压力场和速度场变化规律。使用地面立体摄影技术获取沙丘的控制点坐标,建立了与实地沙丘等比例的三维模型,以解决二维建模不能表达3组主风向差异的问题。使用计算流体动力学（CFD）方法,采用非结构网格划分技术以适应沙丘的高度不规则地形,通过剪切压力传输模型（SST）分析计算并与以往风洞试验和数值模拟结果进行对比。模型很好地预测了沙丘底部停滞区、坡上加速区、背风坡回流区以及沙丘表面压力和风速分布等流场信息,反映了多风向条件下沙丘形态与气流的交互作用。流场中速度场的分布与压力分布直接相关。     

一种球形立体全景的三维量测算法与实验

全景可为观察者提供某一地点360度方位的景观浏览,已广泛用于街景建模、数字校园等。但这类全景影像目前还缺乏对场景中目标的量测分析,不具备可量测性。而已有的三维全景重构方法采用了常规的多方位影像序列,影像之间定位计算复杂,需大量控制点,并结合光束法平差解算,虽然结果较好,但因其复杂不适于一般性景观浏览中量测应用。事实上,全景本身即是一种建模表达方式,可提供全方位景观浏览,其获取数据便捷,表达方式简捷,如果具备可量测性,则可为3D GIS提供一种较好的景观表达方法,作为对现有三维对象建模方式的补充。本文提出一种简便的立体全景的三维量测方法,通过构建球形全景投影下的相对定向、绝对定向及量测等算法解决景观浏览中的量测性问题。实验以实地采集的全景影像数据为背景,阐明球形全景三维模型构建的方法与计算过程,并对所提出的算法进行了有效的验证。     

基于非降阶汉密尔顿算子的三维立体层析反演

不同于前人在射线中心坐标系下基于降阶汉密尔顿算子建立立体层析矩阵,本文详细讨论了在三维直角坐标系下,基于非降阶汉密尔顿算子通过射线扰动理论导出三维立体层析所需的数据空间对模型空间的一阶线性关系,进而建立三维立体层析矩阵.在建立这个庞大且稀疏的系数矩阵后,实施规则化使得该矩阵方程的求解能够收敛到一个合理的结果.理论数据的严格测试证实了三维立体层析矩阵建立的正确性,为实际应用奠定了理论基础.     

基于边缘梯度投影图的航空影像初始视差确定

通过对航空立体像对及其边缘影像的分析,提出了一种新的航空影像初始视差的确定方法。试验表明,该算法能准确地确定纹理单一、影像对比度小的航空立体影像对的初始视差,可明显提高影像匹配的精度和可靠性。     

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。     

双目序列影像3维运动物体定位跟踪

将计算机视觉中立体和运动视觉相结合,通过数字摄影测量方法,对智能视觉监控中计算机系统所获得的双序列图像通过物方“图像”分析法完成对运动物体空间位置的定位、量测及其跟踪,其中包括:摄像机检校,立体-运动双匹配约束,运动参数的求解及其云台运动控制等内容。给出采用所述方法,从真实双目序列影像中获取物体以匀速直线运动和匀加速直线运动云台运动控制的实验结果。     

东帕米尔高原昆盖山跃动冰川遥感监测研究

冰川跃动是冰川周期性地快速运动,给下游生命财产安全带来巨大威胁。对已经发现的跃动冰川进行监测不仅有助于提高对冰川跃动机理的认识,而且对冰川跃动灾害预警预报和风险评估都具有重要的意义。在中国第二次冰川编目中发现,1963-2009年东帕米尔高原昆盖山的5Y663L0023冰川末端发生大幅前进。本文利用Landsat影像、ASTER立体像对等数据对该冰川前进过程进行监测研究。结果表明：该冰川于1990-1992年和2007-2013年分别前进81±30 m和811±30 m,其中2007-2013年的前进属于跃动引发的前进。其中跃动最高峰在2007年8月21日-2008年10月26日,期间32.7×10⁶ m³的冰体发生卸载,导致末端前进了704±30 m,面积扩张了0.34 km²。针对东帕米尔地区跃动冰川周期研究的空白,本文认为该冰川跃动周期中跃动期为4 a,平静期最短为15 a左右。该冰川属于多温型冰川,跃动受热力学机制影响的可能性较大,但液态降水、冰雪融水的增加也是影响因素。