【摘要】：隨著城市規(guī)劃、建筑景觀設計、三維導航以及城市旅游等應用對高精度的空間模型、能夠實時動態(tài)觀測實景模型需求的增強,作為“智慧城市”空間載體的“數(shù)字城市”建設被迅速推廣,各大城市關于“數(shù)字城市”的構建越來越迫切,快速構建數(shù)字城市實景三維模型逐步進入一個迅速發(fā)展的階段。三維城市模型的生產制作從傳統(tǒng)的遙感影像結合地形圖制作、利用三維激光掃描數(shù)據(jù)制作、利用機載Lidar點云數(shù)據(jù)制作到利用航空攝影技術的制作都無法滿足目前對重建實景三維模型快速、高效、真實的要求。運用傳統(tǒng)的建模方法有很多缺點,如建模周期長、現(xiàn)勢型低、建模成本高、地理信息缺乏、紋理不真實、模型精度低等等;三維激光掃描技術無法解決紋理數(shù)據(jù)的獲取和處理問題;機載Lidar技術所建模型不準確,精度相對較差。然而,為了實現(xiàn)“智慧城市”的建設,要先實現(xiàn)能快速、高效、精確的實景三維建模。傾斜攝影測量技術是國際測繪遙感領域近些年新發(fā)展起來的一項高新技術,它顛覆了以往傳統(tǒng)航空攝影只能從垂直角度拍攝的局限,通過在同一個飛行平臺搭上載多臺傳感器,同時從垂直、傾斜等多個不同角度采集影像,利用傾斜攝影測量技術獲得的傾斜影像可以快速地完成城市三維建模,并為模型提供豐富的紋理信息,真實地反映了符合人眼視覺的城市場景,為建設“數(shù)字城市”提供空間地理信息基礎。在實景三維模型的重建過程中,最重要的兩個步驟就是建立三維建筑物模型和紋理映射。本文根據(jù)新興的傾斜攝影測量技術,闡述了基于傾斜攝影技術的建模方式。分析了基于傾斜影像獲取建筑物紋理的優(yōu)勢與處理手段。在獲得建筑物白模的基礎上,通過可視性分析,根據(jù)最佳視角法和深度緩存算法選擇出對應地面區(qū)域的最優(yōu)紋理,以處理城市建筑物紋理的模糊、自動提取和稠密建筑物紋理的遮擋等問題。本文的主要的研究內容如下:(1)對比分析了常用的幾種建模方法,并對其各自的適用性進行了說明,然后著重闡述了基于傾斜攝影測量技術進行建模的方法,以解決目前建模方式存在的建模周期長、建模成本高、地理信息缺乏、紋理不真實、模型精度低等缺點,提高建模的質量和效率。(2)闡述紋理映射的原理、方法、過程。針對紋理數(shù)據(jù)源的選取,映射關系的計算,紋理提取,紋理遮擋處理等過程,介紹了目前比較常用的紋理數(shù)據(jù)源的獲取方法,紋理提取原則和遮擋處理方法,重點分析介紹了基于傾斜影像的紋理映射過程。(3)本文利用M600 pro航拍飛行器,搭載Riy-D2相機,獲得研究區(qū)域的傾斜影像數(shù)據(jù),經過數(shù)據(jù)預處理、區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差、傾斜影像密集匹配、DSM點云生成、TIN構建、紋理映射及編輯等,生成了研究區(qū)域的真三維模型。最后,通過研究區(qū)域均勻分布的20個檢查點對生成的模型精度進行評定。(4)在研究區(qū)域內選擇存在紋理模糊及遮擋的區(qū)域,利用影像勻光與處理實現(xiàn)重建紋理的一致性,消除模糊。通過可視性分析,利用基于物方的視角法選擇出最優(yōu)紋理,并結合深度緩存算法進行遮擋判斷。實現(xiàn)過程以Visual Studio2010為開發(fā)平臺,搭建OpenGL運行環(huán)境來完成。實驗表明,紋理映射過程經過上述優(yōu)化處理后,能部分解決紋理模糊和遮擋的問題,提高了三維模型的真實性及完整性。
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【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P23

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