發(fā)布時(shí)間：2021-08-20 21:30

　　提出了一種基于帶權(quán)A^*搜索算法的鑲嵌線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法。首先,利用標(biāo)準(zhǔn)Voronoi圖生成初始鑲嵌線網(wǎng)絡(luò);然后,利用測(cè)區(qū)的數(shù)字表面模型（digital surface model, DSM）數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的高程梯度圖（也稱為邊緣圖）;再對(duì)初始鑲嵌線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整,將位于建筑物上的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)至附近的地面;最后,利用一種帶權(quán)A^*搜索算法,結(jié)合高程梯度圖,對(duì)初始鑲嵌線網(wǎng)絡(luò)中的每一條鑲嵌線進(jìn)行智能優(yōu)化,避開(kāi)建筑物或者高差變化大的區(qū)域,獲得最優(yōu)的鑲嵌線網(wǎng)絡(luò)。利用3組真實(shí)的無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)對(duì)該方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),初步結(jié)果表明,該方法適用于排列不規(guī)則的測(cè)區(qū),可有效優(yōu)化鑲嵌線網(wǎng)絡(luò),鑲嵌線可自動(dòng)避開(kāi)大部分城區(qū)建筑物以及山區(qū)的山脊等,對(duì)城區(qū)以及山區(qū)影像都可得到高質(zhì)量的正射影像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于第1組數(shù)據(jù),此方法得到的結(jié)果在鑲嵌線的選取上要優(yōu)于商業(yè)軟件OrthoVista。 

【文章來(lái)源】：武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2019,44(11)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

DSM和DEM的斷面對(duì)比圖Fig.2DSMandDEMoftheSameArea

SM與DEM幾乎是相同的，此時(shí)文獻(xiàn)［26-27］的方法無(wú)法獲得最優(yōu)的鑲嵌線。本文僅使用DSM數(shù)據(jù)，雖然不能直接得到地物的高度信息，但是可以得到地面的高程梯度信息。如果是平地，則高程梯度接近0，此時(shí)鑲嵌線可以通過(guò)該區(qū)域；如果是建筑物，則其邊緣地區(qū)的高程梯度較大，此時(shí)鑲嵌線不能通過(guò)該區(qū)域。換言之，可以通過(guò)高程梯度圖作為輔助來(lái)選取最優(yōu)的鑲嵌線，只要使鑲嵌線優(yōu)先通過(guò)高程梯度較小的區(qū)域，則可以確保鑲嵌線避開(kāi)高程起伏圖2DSM和DEM的斷面對(duì)比圖Fig.2DSMandDEMoftheSameArea圖1Voronoi圖的結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1VoronoiDiagramofaConstrainedArea1651

武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版2019年11月大的區(qū)域，同時(shí)也可以避開(kāi)建筑物以及植被等。首先計(jì)算DSM中每個(gè)像素的高程梯度，然后將高程梯度值作為灰度值重新寫(xiě)入一個(gè)新的Geotiff文件，該文件的大小與DSM大小一致，只是灰度值記錄的不是該像素的高度信息，而是該像素的高程梯度信息，這個(gè)新的Geotiff文件就是高程梯度圖。每個(gè)像素的高程梯度計(jì)算方法如圖3所示，其計(jì)算公式為：R(i,j)=max(g1,g2…g8)（1）式中，gk（k=1，2…8）分別表示8個(gè)方向的梯度值。I(i,j)=ìí0,R(i,j)≤Tk×R(i,j),R(i,j)>T（2）式中，R(i，j)表示像素(i，j)的高程梯度；k是將高程梯度轉(zhuǎn)化為圖像灰度的系數(shù)；I(i，j)為高程梯度圖的灰度；T是閾值，當(dāng)高程梯度大于該閾值時(shí)，將其乘以系數(shù)k轉(zhuǎn)化成高程梯度圖的灰度值，當(dāng)高程梯度小于該閾值時(shí)，則認(rèn)為該像素位于平地區(qū)域，將其灰度值設(shè)為0。本文中閾值T被設(shè)置為0.5m。經(jīng)過(guò)上述處理后，可以得到高程梯度圖，如圖4所示。從圖4中可以看出，高程梯度圖基本上都是由邊緣組成，因此也可以稱之為邊緣圖。利用這個(gè)邊緣圖，可以引導(dǎo)鑲嵌線避開(kāi)建筑物或者其他高程變化大的區(qū)域（如山脊等）。1.2.2鑲嵌線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化初始鑲嵌線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)位置具有隨機(jī)性，它有可能落在建筑物或者高程變化較大的區(qū)域，此時(shí)必須將這些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新調(diào)整，否則經(jīng)過(guò)該節(jié)點(diǎn)的鑲嵌線必然會(huì)穿過(guò)建筑物或者高程變化較大的區(qū)域。本文的節(jié)點(diǎn)即傳統(tǒng)辦法中所謂的鑲嵌線的開(kāi)始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)。文獻(xiàn)［6?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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