近景目標(biāo)三維建模技術(shù)研究.pdf

1、城市三維建模技術(shù)是當(dāng)前地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)視覺、數(shù)字近景攝影測量等相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一.本論文針對(duì)當(dāng)前城市三維建模技術(shù)的特點(diǎn)和研究現(xiàn)狀,在多源數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)上,選擇對(duì)近景目標(biāo)攝影影像(CCD)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的城市三維建模技術(shù)作為主要研究內(nèi)容,從理論到實(shí)踐、進(jìn)行了全面系統(tǒng)研究與分析.本論文完成的主要工作有:(1)對(duì)于構(gòu)成立體視覺的CCD近景目標(biāo)影像匹配的不確定性問題進(jìn)行深入分析,總結(jié)出解決不確定性問題的四個(gè)約束條件.(2)分析了現(xiàn)有影像

2、匹配算法對(duì)幾何變形問題的處理策略,給出了實(shí)現(xiàn)四個(gè)約束條件、金字塔分層和單維沿極線方向搜索前提下,以邊緣點(diǎn)和邊緣線為特征的特征匹配方案.(3)在模型空間定位的數(shù)據(jù)處理方面,運(yùn)用近景攝影測量網(wǎng)與秩虧自由網(wǎng)光束法平差方法,解決了空間定位信息的基準(zhǔn)問題;在嚴(yán)密的光線束法平差中,攝影測量信息和非攝影測量信息的引入,建立了附有自檢校參數(shù)光束法聯(lián)合平差系統(tǒng);同時(shí)解決了環(huán)繞建筑物進(jìn)行交向攝影時(shí),各個(gè)模型間大角度的連接問題,建立了僅用相對(duì)控制的秩虧自由網(wǎng)

3、平差的數(shù)學(xué)模型.(4)城市三維建模方法方面,提出了對(duì)組成單個(gè)體元的可視面框架模型進(jìn)行分離處理,并通過雙向指針建立相互聯(lián)系,以有翼表面邊緣方法表示的城市建筑物模型的提取方案.對(duì)于紋理建模技術(shù),依據(jù)空間模型的恢復(fù)重建的同時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物各立面紋理的三維幾何糾正,解決了建筑物側(cè)面紋理的建模問題.在顧及地形的景觀一體化模型實(shí)現(xiàn)方面,解決了地物與地形模型的套合問題,并在混合數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上,給出了一種虛擬城市景觀模型的重建方案.以上方案分別解決了

4、建筑物建模、紋理建模、虛擬城市景觀模型建立和顧及地形的景觀一體化模型等問題.(5)地物模型與地形模型的一體化模型的構(gòu)造過程中,從地基落入與跨越多個(gè)三角片的模型重構(gòu)出發(fā),給出相應(yīng)的建筑物與地形套合的步驟與方法.并考慮實(shí)現(xiàn)帶狀地物、獨(dú)立地物的套合過程和基本操作.(6)考慮三維空間數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)特性和結(jié)構(gòu)的通用性,建立了面向?qū)ο蟮目臻g三維模型庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型.并利用面向?qū)ο箨P(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù),較好的解決了基于內(nèi)容的影像數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)、管理和

5、影像數(shù)據(jù)各種處理操作等問題.元數(shù)據(jù)庫的建立,便于通過元數(shù)據(jù)對(duì)空間海量數(shù)據(jù)信息建立起規(guī)范化的索引和管理機(jī)制.(7)在城市三維景觀模型可視化技術(shù)方面,給出了一種基于近似樹結(jié)構(gòu)的地物與地形一體的實(shí)時(shí)繪制算法,解決了大數(shù)據(jù)量景觀模型的實(shí)時(shí)漫游問題;同時(shí)對(duì)三維模型的實(shí)時(shí)顯示技術(shù)、紋理數(shù)據(jù)的LOD表示、實(shí)時(shí)漫游的數(shù)據(jù)調(diào)度、目標(biāo)三維景觀空間查詢與交互等方面進(jìn)行了研究與實(shí)踐.(8)在Windows操作平臺(tái)上,以Visual C++為開發(fā)環(huán)境,將數(shù)字近景