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。

倾斜摄影建筑物模型自动纹理重建

构建高精度、高真实感的建筑物模型依赖精确的几何边界与清晰的纹理贴图。在建筑物单体化建模过程中,窗户、弧形阳台等附属部件的简化或省略破坏了原本的几何结构,导致纹理映射时模型表面存在纹理偏移、错位的现象。针对上述问题,本文提出了一种针对建筑物单体化模型的自动纹理重建方法:首先引入单体化模型的几何误差,对纹理接缝产生的位置进行约束,减轻接缝两侧的错位;然后利用跨接缝的直线结构进行配准,对齐接缝处的错位;最后进行色彩一致性调整。试验结果表明,本文方法能为多种不同复杂程度的建筑物单体化模型生成几何轮廓连续、颜色过渡自然的纹理结果,有效提高了建筑物单体化建模过程中纹理处理的效率。

集成多视航空影像与LiDAR数据重建3维建筑物模型

集成高分辨率多视航空影像与LiDAR数据,以"轮廓提取—3维轮廓生成—3维模型重建"为主要框架,提出一种多视轮廓与LiDAR数据集成的3维轮廓线生成方法、LiDAR数据支撑下改进的分割-合并-成型算法,形成一套新的、系统的3维建筑物模型重建技术方案。该方案可以有效重建结构复杂的3维建筑物模型,相对单纯基于LiDAR的方案,所重建3维模型的准确性与完整性更好、定位精度更高。

机载激光雷达3维建筑物模型重建的研究进展

机载激光雷达系统已经成为3维建筑物模型快速重建的重要手段。综述了国内外利用机载激光雷达点云进行3维建筑物模型重建的研究方法、进展情况,分析讨论了模型驱动法、数据驱动法和混合法的特点及关键问题。混合法集成了模型驱动方法和数据驱动方法的优点,是该项技术今后发展的重点领域。

基于数字建筑物模型的线阵推扫影像真正射纠正

分析了利用数字表面模型直接代替数字高程模型进行正射纠正难以达到真正射效果的原因,阐述了遥感影像真正射纠正的基本流程,针对其中的建筑物遮挡区自动检测这一关键问题,以Z-Buffer算法为基础提出一种解决方案,并利用ADS40影像验证了算法的正确性。

基于体元分析的三维建筑物模型结构化分割方法

针对现有三维模型分割方法在建筑物基本结构特征识别方面存在的不足,提出一种基于体元分析的三维建筑物模型结构化分割方法。该方法首先通过体元化和内部距离参数计算在模型内部构建分层距离场,然后采用局部极值判别方法从各层距离场中提取出对建筑物结构、形状分布具有代表意义的中心体元,并基于中心体元和内、外部体元聚类找到建筑物在空间组成上相互独立的结构单元,最后依据体元分析结果对原始建筑物模型进行表面分割。试验结果表明,该方法能够对不同风格的建筑物模型进行有效分割,具有极强的稳健性。

3维城市建筑物模型数据采集的质量控制

在给出３ 维城市建筑物模型采集准则和质量标准的基础上，介绍利用了ＧＩＳ系统进行数据质量检查的基本过程和作业方法。

复杂三维建筑物模型的多细节层次自动简化方法

复杂三维建筑物模型由于其具有建筑构件及其结构关系的详尽几何描述,将越来越多的出现在各类精细化虚拟地理环境应用中。但是,当前图形硬件处理能力的增长仍远落后于激增的三维数据规模,从而导致该类模型难以被高效地绘制。并且,模型中错综复杂的构件关系妨碍了用户对其结构的快速认知。

一种3维建筑物模型的数据描述及采集方案

随着“数字地球”、“数字城市”概念的不断深化,作为“数字城市”最基础、最关键的技术,3维城市模型数据的制作已经成为数字化测绘的新技术亮点。本文介绍了一种3维城市建筑物模型的数据存储结构,详细阐述了不同类型3维建筑物的采集方法,由此总结出3维建筑物模型数据的生产、存储、表述的完整方案。

基于最小二乘法原理的建筑物模型实现

建筑物模型建立中，在没有设计尺寸且对建筑物模型精度要求较高的情况下，建筑物模型的数据需由实地测绘获得，本文基于最小二乘法原理，对多次实测数据进行平差处理，以实现建筑物建模。

三维城市GIS数据模型及其建筑物模型构建的应用研究

研究和探讨了构建三维城市GIS数据模型的具体过程和方法,并以3DXMAX建模软件构建城市某小区内建筑物模型为例,实现了3DGIS建筑物模型的真实可视化,体现了城市建筑物模型对于构建数字城市的重要意义。

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。

面向移动终端的三维建筑物模型简化方法

目前,针对单体建筑物的模型简化算法主要考虑单独简化墙面和屋顶房檐结构。但对于建筑物组,这些方法忽视邻接建筑物的特征以及与周围特征间的相互连接关系。针对这些问题,利用屋顶结构特征,提出一种能自动生成保持建筑物组结构特征的模型简化方法。通过底面平面图的邻接关系将建筑物分割成不同的结构部分,通过判断屋顶特征,采用自顶向下的投影方法,重构建筑物模型,最后将各部分联合形成简化模型。实验表明,该简化方法在建筑物的顶层和墙面特征较好保留的基础上,能充分利用模型的拓扑结构,用较少的数据量描述模型,生成适合移动端应用需求的精度模型。

一种从激光雷达点云中提取建筑物模型的方法

提出了针对机载激光雷达点云的建筑物三维模型提取方法。首先通过滤波从点云中提取数字地形模型(DTM),再从数字表面模型(DSM)中剔除DTM影响,得到正规化数字表面模型(nDSM);然后通过高程滤波和双边滤波从nDSM中得到建筑物区域;在建筑物几何形状约定下,将建筑物分"层"处理,通过边缘探测与规格化算法得到每"层"建筑物的边缘;边缘点坐标构成了建筑物三维模型的基础。该方法借助数学形态学易于计算机处理的优点,能较为快速、准确地提取建筑物三维模型,适合大规模、快速、对精度要求不高的lidar数据提取。最后通过数据验证了该方法的可行性及有效性。

利用三维激光点云重构建筑物模型

随着三维激光点云数据获取能力的提升,基于三维激光点云进行建筑物模型重建与立面测绘成为工程应用中常用的方法。三维激光点云数据能够体现建筑物丰富和直观的细节信息,然而海量数据处理给建筑物模型构建带来了极大挑战。本文通过对建筑物的三维激光点云数据进行横切得到建筑物轮廓点,并采用基于遗传算法的TSP算法对轮廓点进行处理以获取建筑物各立面的方程系数,最终实现建筑物模型的构建和获取详细的建筑物立面数据。试验结果表明,此方法可以较好地实现LOD1级建筑物模型的构建,进而为更高(LOD3)级别的建筑物模型构建提供依据。

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。

结合实例的数字城市DTM及建筑物模型构建

本文基于笔者多年从事数字城市的相关工作经验,以三维城市模型为研究对象,分析了CityGML模型的概念,专题模型的构建方法,给出了构建的实例,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

基于等高线族分析的Li DAR点云建筑物模型自动识别及重建

传统的LiDAR点云建筑物模型会经常受到二维图纸的局限,极大地影响对建筑物的判断。而对于等高线族的分析,从等高线族的特性到建筑物等高线的划分,都能通过等高线的识别呈现建筑物的形状和结构,从而提高建筑物模型重建的效率。论文从等高线族的定义、机载LIDAR技术、屋顶识别、模型重建等方面,探讨基于等高线族分析的LiDAR点云建筑物模型自动识别及重建。

基于面积测算知识规则自动推理的建筑物权籍测算模型构建与差异性分析

传统的建筑物面积测算方法往往需要大量的人力和时间投入,且结果可能存在主观影响和误差。针对建筑物面积测算,提出了一种基于面积测算自动推理知识规则的权籍测算模型构建方法,构建房产面积测算知识规则库,并进行了建筑空间与产权空间的差异性分析。实证结果表明,本文提出的基于面积测算知识规则自动推理的建筑物权籍测算模型的预测值和实测值的面积误差比在3%以内,符合权籍面积测算标准要求,本模型可以在建筑物权籍测算领域中得到广泛应用。

融合边折叠与平面约束的建筑物模型简化方法

针对倾斜摄影测量重建的三维建筑物模型存在三角形面元数据量大的问题,该文探索了一种基于平面结构保持的建筑物模型简化方法。使用双边滤波处理模型的三维网格,从而抑制平滑区域的网格起伏和保留过渡区域的边缘特征。在此基础上,利用区域增长法提取有效的平面结构分布。将边折叠算法和平面结构约束融合,设计边折叠运算的代价函数,以迭代的方式删除多余边,直至满足模型精简的条件。通过实测数据处理并与现有先进算法进行比较分析,结果表明,该文方法可以压缩99.5%的数据量并保持良好的建筑物结构形态,在建筑物简化建模方面具备有效性。