一种改进暗通道先验的航空影像快速去雾方法

针对当前采用暗通道先验方法进行航空影像去雾时效率低下的问题,提出一种改进暗通道先验的快速去雾方法,从大气透射率t值获取、大气环境光A值获取两个方面进行改进。首先,采用均值滤波获取大气透射率t,在改进噪声问题的同时降低t值获取时间;接着,使用分块法代替原来的最小值滤波获取大气环境光A,进一步提升算法效率;最后,选取3幅航空影像,利用改进后的算法进行去雾实验,并对结果进行亮度调整。结果表明,改进后算法获取的去雾影像目视效果较好,与原始算法相比,该算法的去雾效率提升了34~74倍,在保证去雾影像质量的同时实现了航空影像快速去雾,对航空影像快速预处理、应急测绘等具有一定意义。

摄影测量局部场景稳健合并的并行式运动恢复结构方法

针对并行式运动恢复结构(SfM)在局部场景合并时稳健性差的问题,提出一种摄影测量局部场景稳健合并的并行式SfM方法。对整个场景的影像关联图进行分块及扩展处理,得到相互重叠的子区块,并利用一种改进的增量式SfM方法生成局部场景重建结果。在局部场景合并时,首先利用局部场景的重叠关系构建子区块关联图,并以子区块三元组为单元,进行粗差剔除;然后,利用子区块三元组的代数性质,优化得到更符合几何一致性的子区块间的相对变换;最后,从上述结果中计算得到更准确的局部场景到统一坐标系下的尺度、旋转、平移变换。试验采用无人机影像,结果表明本文方法在局部场景合并时有更好的稳健性,而且SfM结果的精确度也要优于其他并行式方法和COLMAP,在摄影测量和实景三维重建中有较大的应用潜力。

联合SIFT-GPU和整体平差法的隧道影像拼接研究

针对当前隧道影像拼接过程中效率低、累积误差大的问题,研究提出一种联合SIFT-GPU(scale-invariant feature transformgraphics processing unit)协同处理算法和整体平差法的隧道影像拼接技术。首先,基于车载移动测量技术获取隧道内部的影像和点云数据,利用点云数据和共线方程对原始影像进行纠正处理,并先后使用MASK匀光算法和Wallis滤波匀光法对影像进行匀光匀色;然后,融合SIFT匹配算法和GPU-CPU(central processing unit)协同处理技术加速提取所有待拼接影像特征点,使用RANSAC(random sample consensus)算法剔除误配点;最后,使用平移旋转缩放变换模型对400张影像进行拼接,采用整体平差算法对拼接结果进行误差补偿,利用GDAL(geospatial data abstraction library)分块处理技术输出拼接成果。研究结果表明:1)相较于原始的SIFT匹配算法,研究使用的SIFT-GPU协同处理算法使影像匹配效率提高了3~25倍;2)整体平差算法较好地解决了随着待拼接影像的增加而引起的误差累积问题,相较于传统算法,误差降低至原来的1/3。

摆扫式倾斜影像数据处理关键问题研究

A3摆扫式成像摄影测量,具有大像幅、高效率、高精度等特征,对于国家级、省级地理信息快速更新具有十分重要的意义。本研究以A3摆扫式影像为研究对象,研究基于粗略外方位元素的仿射不变特征匹配,并采用RANSAC算法进行匹配对提纯,提高匹配精准度。且充分利用摆扫规律以及摆扫宽基线的优势,提出带权观测值光束法平差模型,并通过选权迭代剔除粗差点,实现垂直与倾斜影像的高精度联合光束法区域网平差。

基于倾斜摄影技术的大比例尺测图研究

传统测图一般采用外业实测和航测采集,存在人工成本高、效率低等问题。本文通过引入倾斜摄影技术,基于DP-Smart和DP-Modeler软件建立精确的三维模型,结合多视倾斜影像,构建多视角的三维矢量采集环境,形成严格成像关系下的精密测图。以山西太原某实验区为例,进行1∶500大比例尺地形图测图,并对精度进行了验证。结果表明,测图平面X方向中误差为0.031 m,Y方向测图中误差为0.035 m,小于平原地区1∶500大比例尺测图规范要求的0.25 m;高程中误差为0.046 m,小于规范中要求的0.2 m。综上,成果满足1∶500地形图测图要求,该方法能够提高测图作业的效能。

面向城市规划的倾斜摄影三维建模技术探讨

三维城市运用描述城市地上景观的三维模型来表达数字城市空间信息,是表达城市信息的重要载体,对城市规划、建设、管理和应 急响应有着及其重要的作用,三维城市已经展现出其较高的经济价值和应用潜力。传统的三维城市模型生产制作是结合遥感影像图和地形图, 得到精确的、可靠性强的建筑物模型、道路模型及其他景观小品模型,将组成城市要件的各类三维模型集成为三维城市场景。这种方法适合 于普通精度的三维城市建模,但是对于高精度、高仿真、大区域的建模,传统方法势必需要投入更多的作业人员,其建模速度、效率以及时效 难以满足三维城市的应用。三维城市建模也可以利用三维激光扫描获取地面三维几何数据,运用激光测距原理快速建立物体三维模型,但是该 方法不能解决纹理数据获取和处理的问题,纹理贴图依然需要依靠大量人机交互来完成,无法进一步的提升城市三维建模质量。

单张卫星影像的建筑自动化三维重建

针对基于卫星影像的三维建模在建筑产业、城市规划、文化遗产保护、工业制造等领域中的应用问题,提出了一种基于深度学习的解决方案,着重探讨如何通过高效、迅速的方式生成单张卫星影像中的建筑模型。运用深度卷积网络模型提取建筑足迹,同时,引入了改进的道格拉斯-普克算法对建筑足迹进行规则化,并通过推算建筑高程和屋顶样式识别填充,对建筑模型进行完善。最终,通过综合上述参数输出,成功实现了在单张卫星影像中对建筑进行高效批量重建。

融合SFM先验信息的城市三维线段重建算法

针对城市场景中大量存在的边线结构特征,该文提出了一种融合SFM先验信息的城市三维线段重建算法。该文算法首先在影像金字塔中构建精简的二维线段集;然后将相机位姿及稀疏点等数据作为先验信息,引入极线约束、方向约束和深度约束构建匹配线对;最后根据匹配线对重建出三维线段集。实验结果表明,该文提出的三维线段重建算法,在保持场景完整性的同时,能够有效地减少线段误匹配和重建结果冗余,缩短重建时间,提高三维线段重建结果精度。

一种BIM模型与实景三维模型融合方法研究

针对当前BIM与实景三维模型融合过程中空间位置配准精度较低的问题,该文提出了一种借助真实激光点云的BIM模型与实景三维模型融合的方法。研究选取大场景和小场景两种样例数据,首先基于BIM实体几何信息转换和三角化加密的方法生成了BIM模型建筑物点云,其次基于增量式SFM算法和立体像对密集匹配方法先后生成实景环境下的稀疏和稠密点云,最后基于ISS特征提取结合改进ICP算法的完成了不同模型下点云和真实激光点云的配准。结果显示,该方法能够有效地实现BIM模型与实景三维场景信息融合,对新型智慧城市建设、工程建设智慧化管理具有一定意义。

一种多视角无人机影像匹配对优选方法

针对当前无人机影像匹配过程中错误匹配对多、冗余量大、提取效率低的问题,该文提出一种精简再扩展的影像匹配对优选策略。基于影像空间近邻关系和最大生成树算法构建影像匹配对的精简拓扑连通图;基于影像共视性、传递性对拓扑连通图进行旁向迭代扩展;使用3组无人机数据验证算法的可行性。实验结果表明:该研究提出的算法能够实现高效的影像匹配对优选,在保证稀疏重建完整性及精度的前提下,相对于穷举匹配法匹配效率提高了4~70倍,尤其针对高分辨率遥感影像处理更有优势。

一种运动平均优化的并行式光束法平差方法

针对当前大规模影像运动恢复结构中并行式光束法平差收敛性差、精度低的问题,该文提出了一种融合运动平均优化的并行式光束法平差方法。该方法将大规模影像间的匹配关系表示为共视图,利用图分算法将整个区块分为多个子区块,并对各子区块进行快速局部光束法平差;图分后,将各子区块作为顶点构建子区块聚类图;在聚类图上利用运动平均优化,获得各子区块的全局旋转和全局平移参数,同时保持子区块内部的刚体结构和不同子区块间的几何相关性;最后,融合各子区块的重叠区域得到完整场景,实现对整个区块的平差优化。使用大规模无人机影像和地面近景影像数据进行实验,结果表明,相比传统方法,该文方法计算效率提高了10倍;相比当前的并行式方法,该文方法在精度、收敛性和计算时间方面都有明显提高。

高精度地理实体智能化构建技术体系和应用示范

新时代超大城市的信息化、精细化管理,应该紧紧围绕"让人民生活更加幸福美满"这一核心任务,利用电子、网络等信息技术综合管理城市,并结合城市的发展现状、特点以及存在问题,确定城市管理的具体内容和标准,高精度地理实体智能化构建技术体系有助于解决城市精细化管理对复杂实景三维重建技术自动化、智能化和精细化的难题,弥补了城市信息及其自然资源调查外业量大、场景复杂、自动化程度低、难以有效融合应用等缺陷.

多层次空间语义约束的道路参数化建模研究

针对当前道路实体建模中复用性低、方法固化、组织管理不规范的问题,提出了一种参数化道路实体建模方法。选取潍坊和青岛两个城市的部分地区为测区,基于航空影像数据、道路实体参数、CityGML标准实现道路实体参数采集、表达和组织管理;在多层次语义规则约束下构建道路图元三维模型,确保道路三维模型的建模的精确性;基于多边形裁剪算法实现道路实体三维模型与城市场景的融合。实验结果表明,该文提出的参数化建模方法能够清晰、准确、规范地构建出城市道路实体的三维建模,即使对于道路交叉口同样能够准确表达。其最终模型几何效果、模型复用性和后续模型修改灵活度均优于倾斜摄影模型。