基于圖像的數(shù)字城市自動(dòng)化重建技術(shù)研究.pdf

1、三維數(shù)字城市是一項(xiàng)跨學(xué)科的系統(tǒng)工程。盡管在理論研究方面已取得一些進(jìn)展,但在普通計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示和交互仍有很大難度。探索低成本、高效率的城市三維模型自動(dòng)重建途徑,對(duì)信息技術(shù)發(fā)展尤其是智能城市建設(shè)具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。
　　針對(duì)開發(fā)數(shù)字城市系統(tǒng)存在的挑戰(zhàn),本文從圖像重建的角度出發(fā),討論了建筑物重建、DEM數(shù)據(jù)重建、建筑物定位等問題,取得的研究成果有:
　　1.基于單幅照片的建筑物重建研究。主要研究了單個(gè)建筑物的重建方

2、法,一是提出一種改進(jìn)的小波ICA濾波器,運(yùn)用ICA規(guī)范小波降維后的信號(hào),發(fā)現(xiàn)獨(dú)立噪聲的特征,從圖像源中分離噪聲與信號(hào)。二是基于GA-PSOHough變換提出一種建筑物平面的重構(gòu)方法,采用有效的限制搜索空間方法以及分層次搜索策略,有效降低了計(jì)算量,提高了重構(gòu)性能與質(zhì)量。三是提出從3D建筑物圖像中紋理提取與映射的方法,通過校正輸入圖像,融合透視圖提取紋理圖片;并提出消除透視扭曲的方法,對(duì)紋理圖像進(jìn)行校正,通過補(bǔ)償光源顏色以估計(jì)紋理色彩,避免

3、了3D測(cè)量的中間過程。
　　2.基于立體圖片的城市重建研究。主要研究了地形與建筑物的重建方法,一是根據(jù)線陣推掃式影像的幾何性質(zhì),分析了線陣推掃式影像的核線模型,提出基于核線曲線的共軛匹配方法,解決了共軛搜索算法、相關(guān)域的確定和前后相關(guān)匹配策略等問題,并通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)分析了算法的優(yōu)越性。二是利用自動(dòng)模糊聚類法進(jìn)行建筑物抽取,運(yùn)用Hopfield神經(jīng)立體匹配方法,對(duì)經(jīng)典匹配進(jìn)行初始化,提高了匹配率并減小了不明確性。三是針對(duì)立體圖像匹配時(shí)

4、任務(wù)調(diào)度效率低的缺點(diǎn),提出了一種啟發(fā)式任務(wù)調(diào)度算法HCDDSL,優(yōu)化任務(wù)調(diào)度的結(jié)果,減少任務(wù)完成時(shí)間。
　　3.基于特征的模型識(shí)別與定位研究。主要研究了大場(chǎng)景圖片中建筑物的識(shí)別與定位方法,一是提出應(yīng)用小波變換進(jìn)行輸入圖像的邊提取方法,提取目標(biāo)的邊緣特征。利用多層次小波性質(zhì),實(shí)現(xiàn)不同種類目標(biāo)的檢測(cè)。二是基于幾何不變關(guān)系,提出一種三維目標(biāo)識(shí)別算法,通過攝像機(jī)投影變換,分析投影參數(shù)約束,使用兩種不變關(guān)系,進(jìn)行視場(chǎng)不變的目標(biāo)識(shí)別。三是應(yīng)用