基于傾斜攝影的城市三維重建方法研究.pdf

1、對現(xiàn)實城市場景的分析和三維建模是計算機視覺和計算機圖形學的基本問題，傾斜攝影建模具有成本低廉、速度快、模型紋理豐富等優(yōu)點，現(xiàn)已發(fā)展為大規(guī)模城市重建的主流方法。傾斜攝影普遍使用的是較先進的多視圖視覺(multi-view stereo，MVS)工作流程:先使用無人機獲取航拍圖像，然后使用從運動獲取結構(structure from motion，SFM)獲得相機參數(shù)和稀疏三維點云，進而使用基于面片的三維立體重建算法(Patch-based

2、 Multi-viewStereo，PMVS)獲得稠密點云，通過泊松表面重建得到數(shù)字表面模型(digitalsurface model，DSM)，最后進行紋理映射即可得到城市三維模型。
　　但現(xiàn)有流程具有一些亟待解決的問題。一方面面臨單體化困難、數(shù)據(jù)量龐大以及建筑物模型表面扭曲、銳利特征丟失的問題。另一方面所得三角格網(wǎng)并不具有復雜城市應該具有的語義特征。
　　針對以上問題，本文使用MVS工作流程所得密集三角格網(wǎng)作為輸入，提出

3、兩種城市場景的建模方法。第二章提出一種基于輪廓的建筑物三維重建方法，流程分為兩個步驟:建筑物提取和多邊形3D模型重建。建筑物提取的方法是:從特定高度切割三角格網(wǎng)得到建筑物的外包圍輪廓，進而利用輪廓分割出建筑物。多邊形3D模型重建的過程是:從初始高度以指定步長逐漸提升切割高度進行水平切割，得到建筑物外輪廓，進而精簡輪廓，最后建立起3D模型。實驗使用單棟建筑物和大規(guī)模城市場景兩組數(shù)據(jù)，實驗結果表明算法表現(xiàn)出較好的性能、穩(wěn)定性和可擴展性，并且

4、具有較高精確性和有效性。
　　第三章提出一種基于特征提取的語義化三維重建方法。先提取三角格網(wǎng)幾何特征，再使用能量最小化的方法對三角格網(wǎng)進行語義分類，進而使用基于平面聚類的方法建立起規(guī)則的精簡模型。實驗結果表明分類算法可以對三角格網(wǎng)數(shù)據(jù)進行非常有效的分類，所得建筑物模型數(shù)據(jù)量得到較大程度精簡且表面規(guī)則，同時表現(xiàn)出較高精度。
　　本文的創(chuàng)新點如下:(1)創(chuàng)造性的提出了使用一種新的三維模型精簡和規(guī)則化流程。(2)創(chuàng)造性的提出了一種