影像特征線輔助下的三維激光點(diǎn)云建筑物建模.pdf

1、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(diǎn)。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(zhǔn)確地獲取建筑物表面三維點(diǎn)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(diǎn)，直接利用三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)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

2、較低等缺陷，單純利用攝影圖像進(jìn)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(bǔ)性進(jìn)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(diǎn)云建筑物特征提取與建模進(jìn)行了研究，主要完成了以下工作:
　　(1)探討了三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)與影像數(shù)據(jù)配準(zhǔn)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(diǎn)云數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)與影

3、像數(shù)據(jù)的空間配準(zhǔn)。
　　(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(jìn)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(jìn)行后處理改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)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(diǎn)云數(shù)據(jù)特征精確提取奠定了基礎(chǔ)。
　　(3)實(shí)現(xiàn)了二維影像特征線到三維點(diǎn)云空間的映射，通過映射得到建筑物三維點(diǎn)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(diǎn)云數(shù)據(jù)，對特