复杂三维建筑物模型稳健栅格化方法

针对复杂三维建筑物模型的栅格化问题,在分析、比较当前主流的几种矢量栅格化方法的基础上,提出基于区域连通性和置信度分析的可疑区域生长法实现建筑物模型表面栅格化,再采用奇异值分解(SVD)方法解算建筑物空间平面描述参数,内插DBM栅格的高程。试验结果表明,可疑区域生长法可以完全避免栅格化产生的噪音,复杂度低;采用SVD方法可以抵抗各种病态,稳健求解表面参数。

三维建筑物结构化多尺度语义建模

构建三维建筑物语义模型是数字城市和智慧城市建设的需要。结构是建筑物模型区别于自然物体模型和普通人造物体模型最主要的特征,也是人类模型认知的关键。通过对三维建筑物模型的结构进行识别,可以获取原始模型的形状和构造信息,进而建立符合人类认知习惯的语义模型。本文从结构识别角度介绍了三维建筑物模型的构造语义和功能语义信息提取算法,并提出基于主体结构和细节结构的几何关联性构建建筑物多尺度语义模型的有效方法。

面向高分辨率激光扫描点云的三维建筑物风格化渲染方法

针对点云的非真实感渲染问题,提出一种面向高分辨率点云数据的风格化渲染方法,以提高点云数据展示的艺术性.首先,针对高分辨率点云中海量三维点所带来的计算量问题,提出远距离点采样方法,在实现精简数据的同时保留其三维结构特征;然后,针对跨维度的风格迁移问题,引入基于深度神经网络的风格化渲染方法,实现二维图像至三维网格的风格迁移;最后,为了快速且高效地将可视化风格信息从三维网格向三维点云进行传递,提出基于K-D树的网格数据与点云数据的融合方法,以建立两种数据之间的映射关系.实验结果表明,所提出的方法可有效地将给定二维图像的风格转化为目标三维建筑物的风格,增强了高分辨率三维建筑物点云数据的展示效果.

基于增强现实的三维建筑物模型移动可视化系统

针对传统虚拟现实的三维数据可视化存在专业性强、交互复杂、不够直观等局限问题,以户外三维建筑物为研究对象,构建了测绘的定位定姿技术与计算机视觉的边缘跟踪技术相结合的增强现实混合跟踪技术,建立了基于增强现实的三维建筑物模型移动可视化系统。在大范围数据采集基础上的三维模型数据增量更新模式中,应用本系统开展外业核查,验证了技术的可行性。

基于三维建筑物模型的室内位置信息模型及智能位置服务研究

随着社会经济的迅速发展,复杂室内空间的安全管理及应急响应对无缝导航及位置服务的需求日益迫切。在此背景下,结合国内外相关研究,提出了一种基于三维建筑物模型的室内场地信息模型,扩展了ogc标准citygml以及indoogml对场地信息的描述,提出了描述室内2种情况的本体,并详细介绍了三维建筑模型的室内自动提取过程,为智能化的位置服务研究及实现奠定了基础。

激光雷达在数字城市三维建筑物建模中的应用

随着我国信息技术的不断发展和现代化进程的加快,激光雷达技术在诸多领域展现出良好的应用前景。文章介绍了激光雷达系统的组成,分析了激光雷达技术在数字化城市三维建模中的优势,并对激光雷达点云数据进行介绍,从点云数据特点分析激光雷达在数字城市三维建筑物建模中存在的问题,从而重点阐述使用激光雷达技术在数字化城市三维建模中的实际应用,总结存在问题,给出解决方案。

基于机载LiDAR点云数据的建筑物三维模型重建方法研究

根据建筑物点云的分布特征,提出一种机载LiDAR点云建筑物三维模型重建方法。首先,利用布料模拟滤波算法剔除地面点,实现包含建筑物点云在内的非地面点提取,并利用最大类间方差法提取建筑物点云;其次,使用Alpha Shape算法提取建筑物点云中边缘点,并规则化处理建筑物轮廓线,通过屋顶分割算法提取建筑物屋顶信息;最后,使用SharpGL工具进行建筑物三维模型重建。以某地级市某地区机载LiDAR点云数据为例进行实验,结果表明该方法进行建筑物三维模型重建具有较高的精度与效率,适用于城镇复杂区域建筑物三维模型重建。

基于倾斜摄影的建筑物三维模型测量研究

倾斜摄影技术以其独特视角和高精度特性,在三维地图制作及建筑物三维模型测量中展现出广阔应用前景。本研究采用倾斜摄影技术对建筑物进行三维模型测量,旨在实现更精准、直观的建筑物情况掌握。通过特征点提取与匹配,构建中间三维点云模型,进而重建最终三维模型。最后,进行精度分析和优化,提升测量结果准确性。本研究为建筑物三维模型测量提供了新方法,有助于推动地理信息数据获取技术的创新发展。结果表明,本研究中应用的倾斜摄影技术在建筑物三维模型的创建和测量中有着较高的精度和实用性,可以满足日常生活和工作中对建筑物三维模型的测量需求,对相关领域如城市规划、建筑施工等都有着重要的参考价值。

基于半监督学习的三维Mesh建筑物立面提取与语义分割方法

面向三维Mesh数据的建筑物立面自动提取与语义分割在智慧城市建模与分析、数字孪生城市、城市规划建设等领域中应用广泛。拟基于深度学习方法构建面向三维Mesh数据的建筑物立面语义分割模型。当前,大量基于卷积神经网络的深度学习模型均是全监督学习方法,其性能严重依赖于人工标注的训练集质量。但高质量的Mesh三维场景人工标注数据集昂贵且稀缺,鉴于此,在自动提取建筑物立面数据的基础上,提出一种基于mean-teacher半监督学习的三维建筑物立面语义分割方法,并引入特征空间关系正则化,结合空间和特征方面的邻域结构,利用无标签数据来提升模型分类精度。构建了一个全新的基于三维Mesh数据的建筑物立面数据集,并通过实验验证了提出方法的有效性和可用性。

基于国产高分数据的建筑物模型更新与机场净空保护区应用研究

实景三维已经在政府精细化管理等方面得到广泛应用,但是存在低成本要求下动态局部更新能力差、三维模型应用精准度不足等问题,本文以机场净空三维管理为切入点,提出与实现了基于国产高分数据的建筑物三维模型动态更新与机场净空精准应用方法。以天津机场净空保护区为示范区,通过对GF-2数据处理中的正射纠正和建筑物识别和检测、GF-3数据的建筑物高度反演等技术进行重点攻关,获取大范围、高精度的三维建筑物变化信息,实现建筑物三维模型经济动态更新。然后,结合障碍物限制面及相关预警体系,综合考虑建筑物的轮廓信息和测量误差来进行三维空间拓扑分析,确定建筑物超高及预警情况。试验结果表明,基于国产高分数据的建筑物三维模型更新方法可以实现大范围、高精度的建筑物超高情况普查和动态分析,可为机场净空精细化管理提供精准靶区,也为实景三维的局部动态更新和精准应用提供可参考的示范。

一种三维建筑物模型与数据组织方法

针对施工图内容复杂多样,存在图形、文本、符号、表格等多种样式的数据形式,给基于施工图的三维建筑物模型重构带来较大困难的问题,该文分析了建筑施工图的数据内容及其关联性,提出了面向建筑物三维模型重建的数据组织方法,构建了面向数据提取的建筑物对象模型,设计了相应的数据结构和人机交互提取方法,为基于建筑施工图的信息提取提供了一整套可供借鉴的方法。提出了由框架参数、基本参数、扩展参数和语义参数构成的建筑施工图数据参数化分解方法,可以支持内容相对独立的分步参数提取方式,并设计了综合化的交互界面,简化了数据提取操作过程,试验表明有效提高了数据提取的效率和准确率。

基于三维激光扫描技术的建筑物三维建模研究

以某建筑物为例,进行三维激光扫描,研究三维激光扫描的系统组成与其工作原理、特点,采集建筑物点云数据,处理建筑物点云数据等数据处理方法,分析建筑物三维建模的方法,重建建筑物模型。

应用3DXML管理三维建筑物LOD模型

随着三维城市的建设,数据内容将日益增加,数据量不断加大,多细节层次技术、模型简化技术和数据存储管理技术日益显示出其应用的重要性。因此,本文分析了有关虚拟场景中建筑物模型多细节层次技术的层级划分和生成实现方式。从而进一步探讨了实现细节层次模型所需的建筑物模型简化方法,以及应用一种基于XML的3D图形标准的3DXML实现对城市三维建筑物模型LOD信息的管理。

基于机载LiDAR点云数据的建筑物三维模型重建方法

本文以机载LiDAR点云数据为研究对象,提出一套建筑物三维模型重建方法。首先使用渐进三角网滤波算法分类地面点与非地面点,通过训练完成的随机森林模型完成建筑物点云提取;其次将方向作为约束条件,使用随机抽样一致(Random Sample Consensus, RANSAC)算法完成建筑物轮廓线提取并获取屋顶关键点信息;最后使用SharpGL工具包,以建筑物轮廓线与屋顶关键点信息为框架重建建筑物三维模型。以实测机载LiDAR点云数据为例进行实验,结果表明本文方法能够提取得到完整的建筑物轮廓信息,并具有较高的建筑物模型重建精度。

基于机载LiDAR点云数据的建筑物三维模型重建方法研究

为了提高机载LiDAR点云数据的利用率,本文在已有算法的基础上提出了一种基于机载LiDAR点云数据的建筑物三维模型构建方法。该方法实现建筑物三维模型的步骤为:首先,使用布料模拟滤波算法滤除地面点得到非地面点,将非地面点作为输入数据,利用最大类间方差法实现初始建筑物点云提取;其次,利用Alpha Shape算法提取建筑物边缘点以及利用屋顶分割算法提取建筑物屋顶关键点;最后,基于关键点使用SharpGL工具包实现建筑物三维模型重建。使用实测机载liDAR点云数据对本文提出方法进行检验,结果表明本文方法能够有效构建建筑物三维模型,并且模型精度较高。

结合多源数据的城市级LOD1建筑物建模

真实准确的三维建筑物表达是实景三维中国建设的重要组成。针对大范围、高精度细节层次(LOD)建筑物模型工程建立的需求,充分利用丰富的遥感和地理信息数据资源,形成了一种结合多源数据构建LOD1建筑物模型的方法。首先,分析整合高分辨率立体航空影像和机载激光点云生成的地形数据,其次,基于二维矢量自动提取建筑物高度,对高度阈值超限的建筑物进行航测立体采集,最后,重建LOD1建筑物模型,对模型进行精度评价。实验表明,通过该方法生成了较为精确的北京市全市550余万栋建筑物LOD1模型,高程中误差为0.87 m,平面中误差为1.45 m,为实景三维北京提供准确的基础数据。

基于CityEngine的建筑物三维建模技术研究

传统手工建模的方式虽然能够建立精细的建筑物三维模型,但是建模周期长,成本高。本文介绍了基于规则进行三维建模的方法,在CityEngine平台下,充分利用现有的建筑物基底投影分布数据及内部各楼层的房间分布矢量化数据,通过规则文件驱动生成了大场景建筑物外立面三维模型,并进一步建立了建筑物内部的三维模型。因此,CityEngine基于规则的建筑物建模技术,能够充分利用现有GIS数据,快速、批量地对建筑物内外部进行三维的立体建模,提高了三维建模效率,为建筑物三维建模领域提供了一种全新的手段。

基于摄影测量的高精度三维城市建筑物建模技术

分析了摄影测量三维城市建筑物建模的需求和摄影测量方法在建筑物三维重建和三维城市建筑物数据更新方面的优势,讨论了基于摄影测量的三维城市建筑物建模的方法、流程和技术,实现了大范围城市建筑物和单个复杂建筑物的高精度三维重建。

单幅高空间分辨率卫星图像提取建筑物三维信息的方法研究

随着防震减灾事业的发展,对基础地理信息的要求日渐提高,利用卫星遥感影像快速补充与更新已有数据成为获取地理信息的主要方法。文中论述了太阳空间位置、卫星空间位置与建筑物空间位置对平面影像上阴影形状的约束,探讨了垂直于建筑物主方向的阴影平均宽度的统计算法和提取建筑物边界的点生长算法,给出了计算建筑物高度的数学公式,并研究出1种基于单幅高空间分辨率遥感图像数据的建筑物边界及高度快速自动生成技术。以上海市宝山区为试验区,得到了该区建筑物位置、面积和高度信息,经实地验证其试验结果可满足相应种类的灾情评估基础信息的要求。

利用地图与单影像进行建筑物三维重建的新途径

首先利用直接线性变换(DLT)、单影像空间后方交会确定影像方位元素的初值,然后利用影像上全部建 筑物的直线(特别是建筑物的铅垂线)来确定影像方位元素的精确值,以达到对多栋建筑物同时建模的目的。