基于倾斜摄影影像的真三维单体化模型精细建模方法研究

摘要

自数字地球的概念被提出以来，全球掀起了一股数字化浪潮，数字城市也如雨后春笋般蓬勃发展。城市建筑物的三维模型是数字城市的重要组成部分，传统方式是利用3DMAX等建模软件进行手工建模，这种方式周期长、成本高、更新慢。新兴的倾斜摄影技术可以对大范围区域内地物自动化建模，速度快、成本低，但是倾斜摄影建模是不能面向对象分析，不利于复杂的三维地理信息分析。因此城市建模面临建模效率与模型可分析性之间的矛盾。为了解决这一矛盾，本文提出一种新的建模方案，可对大范围内建筑物进行单体建模，速度快成本低，并且能面向对象分析。
　　本研究主要内容包括：⑴以倾斜摄影影像为数据源，通过处理生成城市点云数据，包括空中三角测量，计算倾斜影像的外方位信息；影像密集匹配，生成城市三维点云模型。⑵通过点云数据处理得到建筑物模型必要信息，包括点云滤波，区分地面点与非地面点并通过地面点插值得到数字高程模型；点云分类，从非地面点中提取建筑物点云，并从中获取建筑物高程信息；建筑物轮廓提取与规则化，从建筑物点云中获取建筑物屋顶形状。⑶根据获取的建筑物信息，利用交互式建模系统构造建筑物单体三维模型，包括建筑物单体化模型构造，根据建筑物屋顶形状与高程信息，将屋顶拉伸为建筑物白模，模型大小比例真实且空间位置与真实建筑相同；为了满足不同的精度要求，支持对照倾斜影像对模型进行精细修编；纹理映射，根据建筑物模型坐标位置与倾斜影像外方位信息，选取最佳的建筑物纹理，将其映射到建筑物模型表面，该方法得到纹理数据量小、组织结构简单，方便对其进行修饰。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状和发展趋势

1.3研究内容及技术路线

第二章 基于倾斜摄影影像的基础地理信息的获取

2.1 倾斜摄影影像获取

2.2 点云数据获取

2.3 本章小结

第三章 点云数据的处理

3.1 点云滤波

3.2点云分类

3.3 建筑物轮廓提取

3.4 建筑物轮廓规则化

3.5 本章小结

第四章 三维单体化建筑物模型的构造

4.1 单体化模型构造

4.2 纹理映射

4.3 模型精细修编

4.5 本章小结

第五章 交互式建模系统的设计与实现

5.1系统需求分析

5.2系统设计

5.3系统开发与实现

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果