2 m格网数字表面模型数学精度问题研究

从2 m规则格网数字表面模型的数学精度方面,分析了房屋边缘格网误差产生的原因,对检测点落入格网的高程误差分布进行了统计,提出了在数字表面模型房屋区域检验中加入平面精度,为今后的数字表面模型(DSM)质检提供借鉴。

高山阴影区域数字表面模型匹配方法研究

针对全球测图项目中高山阴影区域数字表面模型(DSM)匹配结果不理想的问题,本文测试CIPS和INPHO两款软件关键参数值的多种组合方案,以找出适用于高山阴影区DSM匹配的软件和参数组合方案,并对覆盖俄罗斯大高加索山脉约5000 km^(2)的区域开展生产试验,对结果进行定量和定性评价。试验结果表明,CIPS软件使用7×7滤波窗口和Shuttle Radar Topography Mission(SRTM)数据辅助匹配的组合方式,能有效减少高山阴影区域匹配结果的噪声、地形丢失等现象,合理表达高山阴影区地貌形态,优化DSM匹配流程,有效提高DSM的高程精度。

数字表面模型成果质量检查与评价

目前数字表面模型(DSM)成果检验尚无针对性的规范及标准,因此,结合数字测绘产品质检标准及DSM成果相关规范,分析主要质量问题,探讨了当前DSM成果质量评价所参考的相关规范的不完善之处,提出了优化质量评价的内容及指标方案。确定了DSM成果六大质量元素,增加了编辑质量质量子元素,删除了图历簿等不适宜质量子元素,增加了点云类接边检查项等;并针对优化后的质量检查内容,提出了相关质量评价指标,从而更加客观、全面、合理地评价数字表面模型成果质量,有利于DSM成果质量管控和提升。

面向Web的大规模数字表面模型可视化策略研究

随着Web3D技术的兴起和云服务应用的推广,人们仅需使用一个无插件Web浏览器就可以浏览实景三维虚拟城市并获取相关地理信息服务。倾斜摄影三维重建技术生产的数字表面模型具有地表全要素三维建模特性,能够逼真地展示真实的三维场景,因此大规模三维城市模型通常采用数字表面模型。Web浏览器可视化受数据体量、网络带宽和浏览器绘制能力的影响,导致桌面端可视化平台对大规模数字表面模型的加载策略及方法已经不适用于B/S架构下Web浏览器可视化。本文针对该问题研究并提出了一种基于模型包围球的视距与屏幕空间误差判断的模型加载策略,实现了大规模数字表面模型的层次细节递进加载,有效解决了B/S架构下的大规模数字表面模型加载时出现的卡顿及帧率下降等问题。

探索水体对合成孔径雷达干涉数字表面模型的影响

干涉合成孔径雷达(Interferometric SyntheticAperture Radar,InSAR)是能够全天时、全天候工作,并且具有很强穿透能力的一种微波遥感方式,它能够穿透云、雪、雾以及植被覆盖密集区域。但当雷达波束照射到水体区域时,由于水体表面比较光滑,会产生类似镜面反射的现象,造成目标后向散射系数低,回波信号弱,从而导致相干性差,干涉相位噪声严重,残差点密集,尤其在水体面积较大时极易引起相位解缠误差的产生。本文主要利用天绘二号卫星影像,通过水体是否参与干涉数字表面模型(Digital Surface Model,DSM)的过程,研究水体掩膜对干涉过程的影响,进而提高InSAR干涉DSM的精度。

基于相对相位直方图的数字表面模型数据与遥感图像配准

针对数字表面模型(DSM)数据与可见光遥感图像信息融合的实际需求,提出了一种基于一致点漂移算法(CPD)与相对相位直方图(RPH)的两级配准策略来实现上述数据与图像的自动配准。首先,利用Canny算子提取图像边缘,将边缘点作为CPD算法的输入,实现两幅图像的粗匹配,从而得到初始对应点集并估算尺度因子;然后,定义了一种鲁棒且具有旋转、平移不变性的区域变化信息描述子-RPH,其在粗匹配结果的保障下还可以实现尺度不变性;最后,根据尺度因子在两幅图像中分别定义圆环模板,并利用RPH测度完成DSM图像与可见光遥感图像精配准。实验结果显示,使用RPH测度进行精配准后,基于CPD算法的粗匹配结果得到了有效校正,在数据自身存在透视失真情况下,算法配准误差约为2pixel,能够满足DSM数据与遥感图像信息融合的需求。

一种改进的高分辨率卫星影像数字表面模型生成方法

针对高分辨率卫星立体影像生成数字表面模型(DSM)过程中由于影像几何和辐射差异造成匹配困难和误匹配等问题,综合运用尺度不变特征转换(SIFT)算子和归一化互相关(NCC)算子,并考虑核线和视差约束,提出了一种基于三角网视差约束的影像分层匹配方法,同时对匹配窗口进行自适应优化改进,实现特征点、格网点和特征线的匹配,从高分辨率卫星影像生成DSM.将提出的方法应用于上海崇明WorldView-1和浙江舟山资源三号卫星影像生成对应区域的DSM,与地面控制点和已有DSM对比分析,高程精度与像素分辨率相当,验证了所提出方法的有效性.

基于LIDAR数据的城市数字表面模型生成技术

激光雷达(LIDAR)数据是一种新型数据源,它产生的是高密度点云数据。为了更加方便地应用这些数据,首先要生成数字表面模型(DSM)。采用传统的方法生成城市DSM,对城市区域复杂性的考虑不足,也没有对数据存在的缺值情况进行相应处理,故无法生成高质量的城市DSM。该文阐述了一种新颖的生成高质量城市DSM的方法,兼顾城市的复杂性和LIDAR传感器本身的特点。试验证明,该方法生成的DSM与传统方法相比,具备更好的效果。

密集点云的数字表面模型自动生成方法

针对机载航空多视影像密集匹配得到的原始点云存在大量的噪声和空洞,难以直接用于城市数字表面模型重建的问题,提出一种结合增强点云进行法向量优化的泊松表面重建方法。首先通过反投影误差约束和点云距离分布统计分析方法剔除尽可能多的噪声,并通过k邻域均值采样填补点云空缺得到增强点云,及采用固定视点法简化法向量一致化。其次,针对重建表面数据冗余的问题,在保持特征的前提下,引入最短边准则剔除大量的狭长三角形。最后采用ISPRS倾斜下视航空影像及无人机影像进行了实验。结果表明,该方法相比二维狄洛尼构网算法和快速三角化方法在表面重建效果上有一定的改进,对于多视影像的DSM自动生成是可行的。

数字表面模型与地形变化测量

在加利福尼亚州丘陵区和佛罗里达州滩涂区获得多时相航空摄影立体像对，构建数字表面模型。由于数字表面模型上记录着自然景观的三维表面坐标，我们可以测量沟壑侵蚀、河道窄化和深切以及海岸带滩涂地带盐沙地的移动，精度达到1m以内。本文使用的方法可为环境演变的定量化和进一步揭示环境演化规律提供精确参数。

基于PolInSAR的植被区高精度数字表面模型反演方法

针对传统方法无法估计电磁波在植被中的穿透深度导致植被数字表面模型(DSM)反演误差较大的问题,该文提出一种高精度DSM估计方法。该方法首先通过极化干涉相干最优中最大化相位差法分离得到电磁波在植被中高、低散射相位中心的干涉相位。然后提出一种归一化高、低散射相位中心高度随消光系数变化的模型,基于该模型搜索得到电磁波在植被中的最浅穿透深度。最后利用干涉处理方法得到高散射相位中心的高程,将最浅穿透深度补偿到该高程中,从而提升植被区DSM估计精度。利用PolSARpro软件在不同植被种类和不同植被高度下进行仿真试验以及机载全极化数据进行实测数据试验,试验结果表明该方法能有效提高植被区DSM反演精度。

地形跟踪制导中数字表面模型的研究

分析研究了数字表面模型 (DSM)在飞行器地形跟踪制导中的应用 ,提出了一种大地坐标下和高斯坐标下 DSM建模的新方法。在此基础上分析了 DSM模型纵横断面采样间距对孤立障碍物的影响 ,分析定义了 DSM模型下飞行器掠地飞行的最小安全高度。仿真试验表明 ,在地形跟踪制导技术中采用数字表面模型 DSM比采用数字高程模型 DEM有更强的制导适应性。

数字表面粗糙度测试仪(DSRM^(TM))在维吉尼亚州的应用

通过对维吉尼亚州不同的路面进行粗构造测量,阐述了数字表面粗糙度测试仪(DSRMTM)的特点。并同铺砂法及环路仪(CTM)的测试结果进行比较,建立了各种方法的相关性。阐述了数字表面粗糙度测试仪的优缺点及使用前景。

一种适用于低空影像的数字表面模型自动获取方法

无人飞行器系统获取的低空影像数据往往倾角大、像幅小且重叠度不规则,同时在灰度与比例尺上可能不一致。针对其特点,提出了一种适用于低空影像的数字表面模型自动获取方法。首先,采用影像水平纠正、构建金字塔、Wallis滤波以及Harris特征提取等方法对低空影像进行匹配预处理;然后,对经预处理的多级影像采取由粗到精的匹配,再基于低空影像高重叠度的特点进行三视检核以剔除误匹配点;最后采用近邻内插生成规则格网的数字表面模型。试验表明,该方法有效可行,生成的数字表面模型产品精度较高,对于改进现有的生产流程具有一定的实际意义。

基于数字表面模型的岩体结构面产状获取

针对传统现场接触式测量获取岩体结构面参数效率低、工作量大、结果精确性受人为因素影响等问题,本文结合数字摄影测量技术与运动法(structure from motion,SFM)进行岩体三维数字表面模型重建,并在此基础上建立了岩体结构面自动识别方法。岩体数字表面模型重建步骤主要为岩体影像资料采集,基于尺度不变特征变换(Scale-Invariant Feature Transform,SIFT)算法进行图像特征匹配、稀疏点云构建、点云稠密化以及岩体曲面模型重构。结构面识别方法流程主要为:首先平滑岩体数字表面模型;通过改变搜索半径和角度阈值实现模型平面分割;基于区域生长原理进行结构面搜索;最后基于随机采样一致性拟合结构面得到结构面产状。将该方法应用于甘肃北山地下实验巷道,实现了巷道三维数字表面模型的重建与结构面产状数据获取,最后将识别到的结构面分组表征在模型表面。与人工实地测量方法以及现有的结构面识别软件相比,本文提出的方法具有良好的准确性,可为工程应用提供一定的参考。

语义分割网络重建单视图遥感影像数字表面模型

该文提出了一种仅依靠激光探测与测量数据,实现单视图遥感影像数字表面模型(DSM)重建的新方法。该方法基于深度学习技术设计了一种编码-解码结构的语义分割网络,该网络采用多尺度残差融合的编码块与解码(MRFED)块从输入图像中提取语义信息,进而逐像素预测高度值;采用特征图跳跃级联的策略保留输入图像的细节特征和结构信息。该文采用了一个包含DSM数据的遥感影像公开数据集训练与测试模型,实验结果表明:DSM重建结果与真值的平均绝对误差(MAE)为2.1e-02,均方根误差(RMSE)为3.8e-02,结构相似性(SSIM)为92.89%,均优于经典的深度学习语义分割网络。实验证实该方法能够有效实现单视图遥感影像的DSM重建,具有较高的精度,以及较强的地物分布结构重建能力。

用于数字表面模型建筑物分割的LS-ORTSEG方法

基于数字表面模型(DSM)的建筑物分割是遥感三维城市建模的关键技术之一.为解决DSM分割中因地形起伏和边界处干扰物等引起的建筑物分割精度低的问题,文中提出一种层次化的建筑物分割方法 LS-ORTSEG.该方法首先利用水平集方法初步提取各个潜在的建筑物区域,对各潜在区域进行适当扩展,进而针对扩展区域利用一种基于多重随机纹理模型的分割方法进行精细分割,进一步优化建筑物局部边界分割结果.实验表明,文中方法能够有效提高建筑物分割精度.

利用投影影像精化数字表面模型

随着摄影测量技术的成熟和人们对摄影测量产品应用的要求不断提高,真正射影像在工程与人们生活中扮演越来越重要的角色。生成高质量真正射影像的关键在于如何获取高精度的DSM。目前修正和改善DSM误差的方法普遍存在费力费时、精度缺乏保证及任意性等问题。本文针对DSM精度的修正问题提出了一种新的方法,即基于投影影像的概念,将空间点位在投影影像上的投影轨迹线作为几何约束条件,直接对现有DSM的高程进行修正的方法。通过获取高精度的DSM,进而生成更为精确的真正射影像。本文通过理论推导、单点高程和多点高程修正试验,验证了提出的新方法直观简单,适用性强,具有一定的实际应用价值。

基于资源三号卫星影像的无控大范围数字表面模型快速制作

作为重要的地理信息,数字表面模型具有非常广泛的应用前景,我国成功发射的资源三号卫星,不但填补了立体卫星测绘的空白,而且能够得到高分辨率的卫星遥感影像。本文基于资源三号卫星影像,简要介绍了无控大范围数字表面模型快速制作流程,并以此得到典型地区三维影像图,为数字表面模型在各行业的应用及发展提供重要支持。

一种利用三维模型自动获取数字正射影像和数字表面模型的方法

三维模型数据具有信息丰富、更加直观的优势,但是其巨大的数据量以及和各专业软件的兼容性不佳限制了其应用范围。本文提出了一种利用三维模型自动获取数字正射影像和数字表面模型的方法,在不重复生产的情况下起到了丰富数据成果形式、扩大成果应用范围、恢复部分丢失成果数据的作用。