基于圖像的數(shù)字城市自動化重建技術研究.pdf

1、三維數(shù)字城市是一項跨學科的系統(tǒng)工程。盡管在理論研究方面已取得一些進展,但在普通計算機上實現(xiàn)實時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重建途徑,對信息技術發(fā)展尤其是智能城市建設具有重要的理論意義和實踐價值。
　　針對開發(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。主要研究了單個建筑物的重建方

2、法,一是提出一種改進的小波ICA濾波器,運用ICA規(guī)范小波降維后的信號,發(fā)現(xiàn)獨立噪聲的特征,從圖像源中分離噪聲與信號。二是基于GA-PSOHough變換提出一種建筑物平面的重構方法,采用有效的限制搜索空間方法以及分層次搜索策略,有效降低了計算量,提高了重構性能與質量。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,對紋理圖像進行校正,通過補償光源顏色以估計紋理色彩,避免

3、了3D測量的中間過程。
　　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,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、相關域的確定和前后相關匹配策略等問題,并通過實驗總結分析了算法的優(yōu)越性。二是利用自動模糊聚類法進行建筑物抽取,運用Hopfield神經立體匹配方法,對經典匹配進行初始化,提高了匹配率并減小了不明確性。三是針對立體圖像匹配時

4、任務調度效率低的缺點,提出了一種啟發(fā)式任務調度算法HCDDSL,優(yōu)化任務調度的結果,減少任務完成時間。
　　3.基于特征的模型識別與定位研究。主要研究了大場景圖片中建筑物的識別與定位方法,一是提出應用小波變換進行輸入圖像的邊提取方法,提取目標的邊緣特征。利用多層次小波性質,實現(xiàn)不同種類目標的檢測。二是基于幾何不變關系,提出一種三維目標識別算法,通過攝像機投影變換,分析投影參數(shù)約束,使用兩種不變關系,進行視場不變的目標識別。三是應用