基于像平面構網(wǎng)與融合的城市自動三維建模研究.pdf

1、隨著“數(shù)字城市”的普及以及“智慧城市”的推廣，具有高精度、像片真實感（Photorealistic）的城市真三維模型在汽車導航、旅游購物、建筑與城市規(guī)劃、環(huán)境保護等方面凸現(xiàn)出巨大的應用前景，但由于城市空間的復雜性，大范圍城市真三維建模一直存在著成本高昂、周期長等問題。近年來，融合傳統(tǒng)航空攝影、數(shù)字采集以及計算機多視覺技術的機載傾斜攝影發(fā)展與應用引起了國際社會的普遍關注。較之傳統(tǒng)的垂直航空攝影，傾斜攝影成像系統(tǒng)設計本身就考慮到了對目標場景

2、的全方位觀察，可有效解決目前城市三維建模的立面幾何、紋理信息缺失問題，但現(xiàn)有研究對如何充分利用傾斜影像所包含豐富空間信息的優(yōu)勢，實現(xiàn)城市三維場景的特征自動檢測、提取、組織以及結構化描述并沒有找到行之有效的方法，基于傾斜航空影像自動重建城市真三維模型受到了計算機視覺以及攝影測量等相關領域的廣泛關注，有鑒于此，本文以多視角傾斜航空影像為數(shù)據(jù)、開展城市真三維建模研究，主要工作內(nèi)容如下：
　?。?）傾斜影像匹配“點云”像平面構網(wǎng)。從傾斜影

3、像的幾何特點和可見性出發(fā)，提出了多視傾斜影像匹配“點云”構網(wǎng)與融合的框架，基于影像坐標實現(xiàn)對傾斜影像匹配“點云”進行像平面構網(wǎng)，將其反演到三維空間形成城市表面模型，并保存網(wǎng)格模型在傾斜影像中的拓撲關系，為后續(xù)網(wǎng)格局部調整、優(yōu)化奠定基礎。
　?。?）傾斜影像建筑立面自動提取。采用k-d樹對傾斜匹配點云進行有效管理，并將其應用于多視網(wǎng)格模型以實現(xiàn)點云最近鄰三角面片的快速搜索，提高獲取垂直網(wǎng)格模型缺失墻面的效率；對多視網(wǎng)格模型進行空間交

4、疊檢測以剔除重疊冗余數(shù)據(jù)，對傾斜非冗余點進行水平投影，采用點密度閾值分割獲取建筑物立面精細網(wǎng)格數(shù)據(jù)。
　　（3）傾斜影像網(wǎng)格自適應空間縫合。利用分割獲取的建筑物傾斜立面精細網(wǎng)格數(shù)據(jù)對垂直網(wǎng)格模型缺失的墻面部分進行替換，自動獲取替換墻面以及原始垂直網(wǎng)格模型邊界并對兩者間的縫隙進行空間縫補、插值優(yōu)化，實現(xiàn)五方向上網(wǎng)格模型的無縫融合，獲得完整的城市真三維建模。
　?。?）基于DirectX的三維可視化平臺的設計與搭建；對融合傾斜網(wǎng)