地圖與單影像進(jìn)行建筑物三維重建的新途徑

為實(shí)現(xiàn)建筑物的快速可視化三維重建,對用地面激光掃描儀獲取的建筑物點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理,提出了一種擬合平面投影線的快速建模方法,并以geomagicstudio軟件為平臺進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明該方法能提高模型三維重建速度,所建模型很好地再現(xiàn)了原始場景,建模效果好,方法可行。

本文在介紹三維激光掃描技術(shù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方式的基礎(chǔ)上,以某特征建筑物為例,分別采用三種方式從內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)采集、處理速度方面進(jìn)行對比,并對配準(zhǔn)后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)精度進(jìn)行分析。結(jié)果表明:基于特征點(diǎn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集、處理速度快,基于標(biāo)靶、測站點(diǎn)控制點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方式精度較高。

基于影像的三維重建需要確定影像的內(nèi)、外方位元素,影像中的滅點(diǎn)為其提供了重要的線索,但滅點(diǎn)位置的不確定性,影響了方位元素計(jì)算的結(jié)果。通過分析滅點(diǎn)幾何,建立了影像直線段與方位元素的直接聯(lián)系,根據(jù)最小二乘平差的有關(guān)理論,給出了迭代計(jì)算影像的內(nèi)、外方位元素的方法,并在三維重建的實(shí)踐中進(jìn)行了驗(yàn)證

無人機(jī)航測技術(shù)具有非接觸測量、效率高、信息豐富等優(yōu)點(diǎn),在數(shù)字城市建設(shè)中正發(fā)揮著越來越重要的作用。本文以某建筑物為研究對象,提出了一種基于無人機(jī)影像的建筑物三維模型重建方法,首先使用無人機(jī)對建筑物的屋頂及墻面拍攝,再進(jìn)行影像匹配生成密集點(diǎn)云；然后使用掃描儀對無人機(jī)無法拍攝的墻面進(jìn)行掃描,并將掃描點(diǎn)云與影像生成點(diǎn)云配準(zhǔn)；最后對點(diǎn)云預(yù)處理,再進(jìn)行三角網(wǎng)構(gòu)建,使用3dsmax構(gòu)建精細(xì)化模型,并對模型進(jìn)行質(zhì)量評估。結(jié)果表明,該方法可以獲得建筑物精細(xì)化的三維模型。

為快速獲取數(shù)字城市建設(shè)所需的三維信息,文中介紹了利用單張影像中規(guī)則幾何建筑物在影像中的的滅點(diǎn)信息,在已知內(nèi)方位元素的情況下,推導(dǎo)出在現(xiàn)有二維gis數(shù)據(jù)的輔助下解求影像外方位元素公式,提出從單張影像上量測建筑物高程(或高度)數(shù)據(jù)的方法,并簡要敘述了該方法的應(yīng)用領(lǐng)域。

　建筑結(jié)構(gòu)圖的自動識別和三維重建對延續(xù)建筑cad生成電子圖的成果、使審圖、算量、施工計(jì)劃、鋼筋放樣等后續(xù)工序結(jié)束當(dāng)前依賴于人工讀圖落后狀態(tài)有十分重要的作用.分析了國內(nèi)平面表達(dá)法建筑制圖新標(biāo)準(zhǔn)中仍存在的建筑物三維信息描述的分散性和多樣性,提出了工程圖的信息提取和整合方法,實(shí)現(xiàn)了整體三維重建.

在實(shí)際應(yīng)用中,現(xiàn)有的三維重建算法無法有效地應(yīng)用到建筑領(lǐng)域.以建筑行業(yè)的基本制圖規(guī)范為指導(dǎo),結(jié)合圖形識別理解和人工智能技術(shù),提出了一種基于圖形理解的建筑結(jié)構(gòu)三視圖自動識別與重建方法.該方法以自動識別建筑構(gòu)件的輪廓為基礎(chǔ),通過對符號、注釋等語義信息的理解與綜合以及對相鄰實(shí)體間拓?fù)潢P(guān)系的分析,快捷、有效地完成對建筑物的整體重建.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在少量人機(jī)交互的基礎(chǔ)上,該方法對實(shí)際的建筑圖是有效的.

在進(jìn)行建筑物3維重建的過程中,在提取建筑物信息之前,先對整幅圖像進(jìn)行預(yù)處理是很有必要的。在本論文中,運(yùn)用類判別分析法從原始影像中分割出感興趣的目標(biāo)———建筑物區(qū)域,在處理的過程中,綜合運(yùn)用多種方法,如數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)等方法生成有利于進(jìn)行特征提取、邊緣檢測的新圖像,便于更進(jìn)一步的工作。文中還介紹了作者根據(jù)類判別分析法和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)原理,利用visualbasic6.0開發(fā)建筑物近景影像3維重建應(yīng)用系統(tǒng)中預(yù)處理模塊的實(shí)驗(yàn)分析。

本文提出了一種利用激光掃描儀和數(shù)碼相機(jī)對古建筑物進(jìn)行快速三維重建的方案。對于待掃描的建筑物,獲取從不同角度掃描的激光點(diǎn)云,并用手持?jǐn)?shù)碼相機(jī)拍攝具有一定重疊度的序列圖像。首先,對相鄰掃描站的激光點(diǎn)云自動拼接,生成統(tǒng)一的點(diǎn)云模型。通過在點(diǎn)云和圖像上分別提取特征直線,利用共面條件,解算各張照片相對于激光掃描坐標(biāo)系的方位元素。利用已配準(zhǔn)的兩種傳感器數(shù)據(jù),提取建筑物框架,并映射紋理,生成三維模型。文章最后給出對武漢大學(xué)老圖書館三維重建的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)正從單機(jī)工作方式向系統(tǒng)集成的工作方式轉(zhuǎn)變,獲取和處理空間數(shù)據(jù)已變得較為容易。在三維數(shù)字城市建筑物建模方面,要求必須快速有效地提取建筑物邊界,才有可能進(jìn)行快速的三維景觀建模作業(yè)。本文提出了利用dsm和真正射影像相結(jié)合構(gòu)建地形景觀的一種新方法,首先從真正射影像上提取建筑物的邊界線,對建筑物多邊形進(jìn)行三角化處理,視地面模型為一帶洞多邊形,同樣進(jìn)行delaunay三角化處理,接著從dsm和dem獲取建筑物的高度信息,構(gòu)建三維建筑物模型,最后通過紋理映射的方式,對整個建模場景進(jìn)行紋理貼圖,這一方法取得了較好效果,已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了應(yīng)用。

城市內(nèi)加蓋、擴(kuò)建違法建筑物現(xiàn)象嚴(yán)重,如何快速準(zhǔn)確地獲取城市建筑物的基本情況,監(jiān)測出違法建筑物信息,成為城市規(guī)劃、建設(shè)部門的一個迫切問題;根據(jù)不同時期數(shù)字表面模型(dsm)差值比對可以獲取建筑物高度變化的原理,通過對雷達(dá)及光學(xué)衛(wèi)星影像各自特征的對比,提出了利用多源影像數(shù)據(jù),快速準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)建筑物變化信息的方法。

城市內(nèi)加蓋、擴(kuò)建違法建筑物現(xiàn)象嚴(yán)重,如何快速準(zhǔn)確地獲取城市建筑物的基本情況,監(jiān)測出違法建筑物信息,成為城市規(guī)劃、建設(shè)部門的一個迫切問題;根據(jù)不同時期數(shù)字表面模型（dsm）差值比對可以獲取建筑物高度變化的原理,通過對雷達(dá)及光學(xué)衛(wèi)星影像各自特征的對比,提出了利用多源影像數(shù)據(jù),快速準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)建筑物變化信息的方法。

第37卷第3期計(jì)算機(jī)仿真2020年3月 文章編號：1006-9348(2020)03-0229-05 基于透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的bim建筑三維重建仿真 馬小秋，劉丹丹 (吉林建筑大學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)部，吉林長春130000) 摘要:為了提高三維建筑模型的精準(zhǔn)度,需要深入研究bim建筑三維重建方法。當(dāng)前方法耗時較長，得到的三維建筑模型與 實(shí)際建筑之間的誤差較大，存在效率低和精準(zhǔn)度低的問題。將透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到bim建筑三維重建中，提出基于 透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的bim建筑三維重建方法，通過bim構(gòu)建初始三維建筑模型，采用直接線性變換算法計(jì)算攝像機(jī)的內(nèi)部參 數(shù)和外部參數(shù)，完成攝像機(jī)標(biāo)定。在攝像機(jī)標(biāo)定結(jié)果的基礎(chǔ)上采用lk光流計(jì)算方法得到像素在圖像中的光流，根據(jù)光流的 方向閾值和光流的大小篩選圖像中的光流，提取到圖像的匹配點(diǎn),基于初始三維建筑模型針對建筑圖像匹配點(diǎn)構(gòu)成空間三 維點(diǎn)云，采用d

歷史建筑可以反映出一座城市的歷史風(fēng)貌和地方特色,具有很高的歷史、社會和藝術(shù)價值。本文提出了一種采用多類型三維掃描設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對歷史建筑外圍環(huán)境和內(nèi)部房間結(jié)構(gòu)掃描的三維重建方法,解決了單一掃描方式無法兼顧建筑外部龐大的數(shù)據(jù)量和內(nèi)部高精度細(xì)節(jié)的問題,并將這種三維重建方法運(yùn)用到對革命領(lǐng)袖視察黑龍江紀(jì)念館的建模。

集成高分辨率多視航空影像與lidar數(shù)據(jù),以"輪廓提取—3維輪廓生成—3維模型重建"為主要框架,提出一種多視輪廓與lidar數(shù)據(jù)集成的3維輪廓線生成方法、lidar數(shù)據(jù)支撐下改進(jìn)的分割-合并-成型算法,形成一套新的、系統(tǒng)的3維建筑物模型重建技術(shù)方案。該方案可以有效重建結(jié)構(gòu)復(fù)雜的3維建筑物模型,相對單純基于lidar的方案,所重建3維模型的準(zhǔn)確性與完整性更好、定位精度更高。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,無人機(jī)航拍在我國得到了廣泛運(yùn)用.無人機(jī)航拍技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展為室外場景的三維建模提供了諸多便利,本文著重從無人機(jī)航拍在室外場景三維建模中的應(yīng)用和室外場景三維重建過程中無人機(jī)航拍圖像的數(shù)據(jù)處理等方面來研究.

采用人機(jī)交互方法按照一定順序提取建筑物角點(diǎn),根據(jù)近似點(diǎn)位進(jìn)行角點(diǎn)位置的糾正,按照影像自動定向的結(jié)果計(jì)算模型的三維坐標(biāo),建立三維建筑物模型。實(shí)驗(yàn)證明,這一方法能有效地實(shí)現(xiàn)速度和逼真度的兼顧。特別是對于一些僅需小范圍的建筑物建模場合,例如三維制導(dǎo)時的目標(biāo)區(qū)域,采用該方法進(jìn)行建模不失為一種簡單而有效的方法。

為了提高景觀模型的可靠性,將球體標(biāo)靶作為點(diǎn)云配準(zhǔn)的約束條件,同時引入帶有絕對坐標(biāo)的標(biāo)靶作為點(diǎn)云轉(zhuǎn)入大地坐標(biāo)系的起算數(shù)據(jù),并將經(jīng)過糾正的數(shù)字影像紋理映射到點(diǎn)云上,從而生成完整的三維景觀。云岡石窟的試驗(yàn)證明了該方法的有效性。

為了獲得真實(shí)多孔混凝土結(jié)構(gòu)和滿足多孔混凝土三維細(xì)觀力學(xué)模擬的需要,借助工業(yè)ct圖像三維重建方法的原理,采用數(shù)字圖形處理技術(shù)和matlab程序?qū)崿F(xiàn)了多孔混凝土的三維結(jié)構(gòu)重建.結(jié)果表明,重構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)模型接近真實(shí)的多孔混凝土,可以直觀地分析混凝土內(nèi)部的多孔結(jié)構(gòu)和孔的連通性.多孔混凝土的三維重建為有限元方法研究多孔混凝土的孔結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及其滲透性提供了一種有效的模型,為多孔混凝土物理力學(xué)性能的數(shù)值模擬奠定了基礎(chǔ).

目的觀察髖臼后柱鋼板的三維重建技術(shù)的效果,為術(shù)前規(guī)劃以及有限元模擬生物力學(xué)分析奠定基礎(chǔ)。方法用計(jì)算機(jī)在mimics軟件中重建骨盆三維模型,導(dǎo)出stl格式后選取髖臼后柱置放鋼板部位的不規(guī)則曲面,將不規(guī)則曲面的三角面片格式轉(zhuǎn)換為nurbs曲面,在ug軟件中求出不規(guī)則曲面縱軸線,建立重建鋼板的草圖截面,沿軸線掃掠出鋼板形狀,進(jìn)行細(xì)節(jié)修飾及螺釘裝配。結(jié)果重建的髖臼后柱鋼板形態(tài)基本與骨表面貼附,鋼板位置以及螺釘位置符合手術(shù)置入的標(biāo)準(zhǔn),3d打印出的重建鋼板模型與髖臼匹配程度良好。結(jié)論三維建模方式可根據(jù)骨折內(nèi)固定要求術(shù)前對后柱鋼板預(yù)彎塑形,重建的髖臼后柱鋼板模型解剖形態(tài)良好。

介紹了利用cad與gis集成的技術(shù),基于cad木構(gòu)件模型數(shù)據(jù)源的仿唐古建筑景觀的三維重建方法.考慮到古建筑本身構(gòu)造的特殊性、采用的數(shù)據(jù)源的特點(diǎn),以及建立的場景給計(jì)算機(jī)的圖形顯示、渲染、處理和輸出帶來的難度,詳細(xì)說明了在保證場景的真實(shí)性的同時如何消除原始cad數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)冗余、簡化cad原始數(shù)據(jù)以及多細(xì)節(jié)層次建模特點(diǎn).通過一個實(shí)際工程驗(yàn)證,本文提出的方法實(shí)用可行.

迄今為止中國木構(gòu)建筑及其建筑藝術(shù)與工藝的文獻(xiàn)均已非常罕見,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)保護(hù)和研究古建筑已經(jīng)成為關(guān)鍵問題。介紹了一個基于三維地理信息系統(tǒng)木構(gòu)古建筑群的動態(tài)可視化系統(tǒng)以及該系統(tǒng)的框架與工作流程,詳細(xì)闡述了多細(xì)節(jié)層次技術(shù)(lod)與cad數(shù)據(jù)相結(jié)合進(jìn)行精確建模的方法。為了達(dá)到逼真效果的實(shí)時瀏覽,提出了一個新的數(shù)據(jù)庫管理引擎,并介紹了遮擋剔除和可編程實(shí)時渲染等加速技術(shù)。最后,實(shí)驗(yàn)分析表明基于3dgis的動態(tài)交互式可視化系統(tǒng)是文化遺產(chǎn)研究與保護(hù)的有效工具。