基于無人機(jī)影像建筑物三維模型重建方法

本文提出一種實(shí)際、方便快捷地基于2維照片進(jìn)行建筑物三維重建的方法。首先對普通相機(jī)拍攝的照片采用尺度不變特征（sift）完成特征點(diǎn)的提取與描述,采用高斯算法過濾掉最鄰近匹配產(chǎn)生的錯(cuò)誤匹配點(diǎn),求出相機(jī)的投影矩陣,根據(jù)后方交會(huì)求得點(diǎn)云數(shù)據(jù),由用戶選擇需要建模的輪廓,貼上紋理,完成三維建筑物模型的構(gòu)建。試驗(yàn)證明,該方法僅使用普通的照片,通過簡單的人工操作,即可完成復(fù)雜的三維模型重建工作,非專業(yè)認(rèn)識(shí)也可以十分迅速的從二維照片中建立完整的三維模型。

本論文介紹了一種基于機(jī)載lidar技術(shù),快速獲取建筑物三維模型的快速構(gòu)建方法。首先,將高密度的點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過濾波及相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法,得到了建筑物的點(diǎn)云信息；其次,利用獲取到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)對特征點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)提取,分別構(gòu)建特征線與特征面,采用7參數(shù)建筑物模型的方法,實(shí)現(xiàn)了建筑物的三維建模；最終,利用這種方法得到了場景中所有建筑物的快速重建。

地物三維模型是地理要素和景觀的三維表達(dá),是地物幾何、紋理、屬性信息的集成。由于其所含地理信息的豐富性及空間表達(dá)的逼真性,地物三維模型在城市空間信息管理、城市空間形態(tài)和分布的計(jì)算分析與模擬等眾多應(yīng)用中呈現(xiàn)出巨大的潛力,使其成為\"智慧城市\(zhòng)"建設(shè)的重點(diǎn)。文章研究了基于多源數(shù)據(jù)的大型建筑物室內(nèi)外一體化三維建模的地物數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,以及基于3dmax的室內(nèi)外場景的精細(xì)化建模方法,并對天津師范大學(xué)室外場景以及體育館室內(nèi)場景和全空間管網(wǎng)進(jìn)行三維建模實(shí)驗(yàn)。

建筑物是地震災(zāi)害的重要受災(zāi)體,準(zhǔn)確的建筑物空間分布信息是災(zāi)害評估、應(yīng)急救援及震后重建的重要依據(jù)。建筑物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取主要靠野外調(diào)查,耗時(shí)耗力,為更好的獲取建筑物的高精度數(shù)據(jù),本文中采用傾斜攝影測量技術(shù)進(jìn)行區(qū)域建筑物三維模型構(gòu)建,為研究區(qū)建筑物數(shù)據(jù)的獲取提供支持。以無人機(jī)低空影像采集平臺(tái)采集的吐魯番市主城區(qū)影像信息為基礎(chǔ),基于軟件平臺(tái)進(jìn)行航片信息與pos信息的空三解算,計(jì)算出密集的三維點(diǎn)云、數(shù)字正射影像及不規(guī)則三角網(wǎng),進(jìn)而完成研究區(qū)建筑物三維模型的構(gòu)建。結(jié)果表明:此方法構(gòu)建的三維模型能夠反映區(qū)域真實(shí)地物地貌,數(shù)據(jù)處理過程全自動(dòng)化,大大提高了生產(chǎn)效率。建立的研究區(qū)建筑物三維模型精度較高,可用于區(qū)域建筑物基本信息的識(shí)別,補(bǔ)充了現(xiàn)有數(shù)據(jù)獲取主要依靠野外調(diào)查的不足,數(shù)據(jù)獲取方式簡單、省時(shí)省力。

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.

對原始lidar點(diǎn)云數(shù)據(jù)采用謝別德法進(jìn)行內(nèi)插生成規(guī)則格網(wǎng)的數(shù)據(jù)形式dsm,利用雙次最小二乘法來進(jìn)行濾波分離地面點(diǎn)云和非地面點(diǎn)云形成dtm,從而得到了規(guī)則化的dsm.采用區(qū)域增長法對規(guī)則化的dsm進(jìn)行分割,去除非建筑物點(diǎn)云,獲取建筑物點(diǎn)云信息.采用canny算子來將分割后的影像進(jìn)行建筑物邊緣的提取,采用基于hough變換檢測直線來對提取出的建筑物邊緣進(jìn)行規(guī)則化操作使其光滑均勻,最后使用e3de3.0軟件進(jìn)行建筑物三維模型的建立.

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，二維數(shù)據(jù)已經(jīng)不能滿足需要，作為城市的最基本單位，建筑物的三維空間數(shù)據(jù)所能反映的信息更加豐富、直觀。本文從三維空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、建筑物三維數(shù)據(jù)模型建立和建筑物表面紋理獲取三個(gè)方面對建筑物三維數(shù)據(jù)模型構(gòu)建進(jìn)行了闡述，對提高城市信息管理與服務(wù)具有一定的意義。

基于三維模型的管路布置方法 作者：高志恒 作者單位：海裝重慶局,重慶,400071 刊名：四川兵工學(xué)報(bào) 英文刊名：sichuanordnancejournal 年，卷(期)：2011,32(2) 參考文獻(xiàn)(2條) 1.胡仁喜solidworks2007機(jī)械設(shè)計(jì)工程實(shí)踐2007 2.二代龍震工作室solidworks2007高級設(shè)計(jì)2008 本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/periodical_scbgxb201102050.aspx

基于三維模型的管路布置方法 作者：高志恒 作者單位：海裝重慶局,重慶,400071 刊名：四川兵工學(xué)報(bào) 英文刊名：sichuanordnancejournal 年，卷(期)：2011,32(2) 參考文獻(xiàn)(2條) 1.胡仁喜solidworks2007機(jī)械設(shè)計(jì)工程實(shí)踐2007 2.二代龍震工作室solidworks2007高級設(shè)計(jì)2008 本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/periodical_scbgxb201102050.aspx

主要圍繞無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)展開研究,通過分析該技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn),結(jié)合其具體的技術(shù)組成等,探究該技術(shù)在新時(shí)期的具體應(yīng)用,明確其應(yīng)用方向和仍存在應(yīng)用潛力的方向,推動(dòng)無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用不斷推廣,提高新時(shí)期測量工作的效率和質(zhì)量。

傾斜攝影測量技術(shù)是近年來國際遙感領(lǐng)域發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù).傾斜攝影測量技術(shù)不僅能真實(shí)反映地物信息,而且通過定位技術(shù)、地理信息、影像信息,提高了航拍影像處理速度,從而自動(dòng)化建設(shè)三維模型.而智慧城市的建設(shè)過程中,需要三維模型的支撐,因此將傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用在智慧城市中,能提高三維建模的速度.

我國正處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展過程中,城鎮(zhèn)化帶來的城市人口、城市交通、城市環(huán)境等問題日益突出.為了實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展,國家提出了智慧城市的理念.所謂的智慧城市就是利用先進(jìn)的信息技術(shù),對城市進(jìn)行智慧管理和運(yùn)行,促進(jìn)城市和諧發(fā)展.傾斜攝影測量技術(shù)結(jié)合了gps、圖像處理、攝影測量、gis等技術(shù),在高速飛行的物體上搭載gps、傾斜相機(jī)等傳感器和設(shè)備,能夠快速、全面、精確、實(shí)時(shí)地采集空間地理信息傾斜攝影.因此在國土安全、測繪、城市管理中應(yīng)用十分廣泛.鑒于此,本文就無人機(jī)傾斜攝影測量在城市三維建模中的應(yīng)用展開探討,以期為相關(guān)工作起到參考作用.

為滿足水利工程全生命周期管理需求，提出了利用無人機(jī)單鏡頭大重疊攝影與多角度傾斜攝影聯(lián)合作業(yè)模式．對河南汝陽前坪水庫水利工程進(jìn)行實(shí)景三維建模，建立了一套水庫粗模和精?？焖偃S生成的技術(shù)流程，研究成果可為水利工程投資分析、工程設(shè)計(jì)、施工與安全質(zhì)量管理、庫區(qū)移民等基于bim技術(shù)的水利工程全生命周期管理提供技術(shù)支持。

三維城市模型(3dcm)的研究是近年來gis領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)研究熱點(diǎn),在交通、地質(zhì)、礦山、城市測繪、環(huán)保等方面有著十分重要的研究意義。對3dcm而言,目前還缺少一個(gè)統(tǒng)一、完備的數(shù)據(jù)模型,作者對gis的數(shù)據(jù)進(jìn)行了建模,以三維城市建筑物可視化模型為例,提出了基于obj標(biāo)準(zhǔn)模型文件的面向?qū)ο蠼ㄖ锶S數(shù)據(jù)模型。用實(shí)例論證了模型的正確性和高效性

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(tái)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。

本文研究基于arcgis軟件平臺(tái)構(gòu)建道路三維模型的方法及流程,重點(diǎn)研究構(gòu)成道路三維模型各組成要素的構(gòu)建方法,并實(shí)現(xiàn)了對綦萬高速公路三維模型的構(gòu)建。最后從不同角度探討了道路三維模型的應(yīng)用前景。

闡述了建立雙偏心蝶閥三維實(shí)體模型的意義。比較了兩種模型構(gòu)建方法的特點(diǎn),最終確定了裝配設(shè)計(jì)的模型建立方式,繪制了完善的雙偏心蝶閥三維模型。最后,對模型進(jìn)行干涉性檢查,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。

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。

科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,使得我國測繪工程技術(shù)發(fā)生了很大的變化,特別是無人機(jī)影像處理技術(shù)的出現(xiàn),使得一些城市規(guī)劃、土地管理等測繪工作方式更加先進(jìn),這不但提高了測繪工作的效率,還使測繪的精確度有了很大的提高。筆者通過對無人機(jī)影像處理技術(shù)進(jìn)行介紹,分析了其在測繪工程中的應(yīng)用,僅供參考。

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,我國的無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)。無人機(jī)具有安全性、靈活性和可靠性的特征,正因如此,無人機(jī)在礦山地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查中起到了非常大的作用,對于自然災(zāi)害的發(fā)生,都能夠啟用無人機(jī)進(jìn)行勘測調(diào)查,因此無人機(jī)的作用正在受到越來越多人的關(guān)注和重視。本文通過對目前我國無人機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀分析,闡述無人機(jī)的優(yōu)點(diǎn),并分析論述了其在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用,期望將來無人機(jī)能夠更多的應(yīng)用到災(zāi)害調(diào)查的工作當(dāng)中,為社會(huì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度不斷加快,人們的思維模式也在逐步發(fā)生轉(zhuǎn)變,人們越發(fā)意識(shí)到科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的高效性和科學(xué)性,增加了對科學(xué)技術(shù)成果的應(yīng)用需求,各行各業(yè)的發(fā)展都離不開先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成果的支撐。現(xiàn)階段對無人機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛而且其在地籍測量領(lǐng)域顯示出了極大的優(yōu)勢。

首先利用直接線性變換(dlt)、單影像空間后方交會(huì)確定影像方位元素的初值,然后利用影像上全部建筑物的直線(特別是建筑物的鉛垂線)來確定影像方位元素的精確值,以達(dá)到對多棟建筑物同時(shí)建模的目的。