【摘要】：隨著數(shù)字城市不斷發(fā)展,構(gòu)建三維數(shù)字城市模型是數(shù)字城市建設(shè)的重要內(nèi)容。建筑物三維模型作為數(shù)字城市模型的主要構(gòu)成要素,如何快速構(gòu)建建筑物三維模型是目前研究的熱點。三維激光掃描是近年來迅速發(fā)展起來的一種空間數(shù)據(jù)獲取手段,它可以高效、快速、準確地獲取建筑物表面三維點云數(shù)據(jù),但存在數(shù)據(jù)大、缺乏紋理以及非結(jié)構(gòu)化等缺點,直接利用三維點云數(shù)據(jù)進行建筑物自動或半自動建模非常困難。而地面攝影影像具有特征連續(xù)、紋理信息豐富等特性,但存在二維投影、幾何精度相對較低等缺陷,單純利用攝影圖像進行建筑物三維模型構(gòu)建也非常困難。若能將兩者結(jié)合起來,利用他們的優(yōu)勢互補性進行建筑物三維模型構(gòu)建,可以發(fā)揮兩者的優(yōu)勢,提高建筑物三維模型構(gòu)建效率與自動化程度。 本文對影像特征輔助三維點云建筑物特征提取與建模進行了研究,主要完成了以下工作： (1)探討了三維點云數(shù)據(jù)與影像數(shù)據(jù)配準的基本原理及方法,并利用Riegl LMS-Z420i型三維激光掃描儀采集的點云數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)實現(xiàn)三維點云數(shù)據(jù)與影像數(shù)據(jù)的空間配準。 (2)闡述了基于梯度方向的特征提取算法及后處理算法,該算法在特征邊緣檢測過程中利用梯度方向進行邊緣提取,然后根據(jù)建筑物要素完整性規(guī)則對提取結(jié)果進行后處理改進。實驗證明該算法對于建筑物特征提取具有很好的效果,為影像特征線輔助點云數(shù)據(jù)特征精確提取奠定了基礎(chǔ)。 (3)實現(xiàn)了二維影像特征線到三維點云空間的映射,通過映射得到建筑物三維點云中粗略的三維特征線,并以特征線作為約束搜索特征線周圍三維點云數(shù)據(jù),對特征線周圍點云數(shù)據(jù)進行“區(qū)域分類-平面擬合-特征線提取”等一系列處理得到更為精確的三維特征線。 (4)利用現(xiàn)有建模軟件對建筑物進行模型構(gòu)建與表達,實現(xiàn)了基于建筑物特征線的三維模型構(gòu)建,利用拍攝的影像作為紋理數(shù)據(jù)對建模結(jié)果進行紋理映射。最后以實驗數(shù)據(jù)為例,對本文的理論與方法進行了驗證。
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：P225.2

【參考文獻】

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本文編號：2801456