融合多源数据的三维重建技术研究

论文摘要

随着测绘科学技术的发展,三维重建的技术方式得到了更为广泛的研究。从最初的基于二维平面数据到现如今的基于三维激光扫描技术、摄影测量技术等方式,以不同的数据采集方式及建模方式完成物体的三维重建工作。单一数据源的建模有着一定的局限性且适用范围较窄,对于复杂场景建模而言,远远无法满足实际建模的要求。因此,多源数据融合三维建模的技术得到了更为深入的研究。本文以融合不同数据源的三维建模技术为主,根据不同研究区的建模需求对其进行三维重建任务。以大型岩溶洞穴为例,在三维激光点云数据采集阶段,利用不同扫描方式进行点云数据获取,试验对比分析得出不同情况下应选用不同数据采集方式,相应的得出不同方式下的最终点云拼接精度及外业数据采集效率;阐述了以三维激光扫描技术为主,多基线近景摄影测量为辅的钟乳石精细建模,利用两种不同建模方法及融合方法对比得出融合建模的优势;以陡崖为研究区,阐述了利用构建简单缓冲区来完成倾斜摄影测量与三维激光扫描技术建模的模型融合,以此来解决在满足工程项目需要的前提下模型融合时造成三角网重构的问题;以变电站建模为例,介绍了结合多种测量数据的基于3D max的模型构建方法,有效降低了工作量及提升了建模效率。总的来说,多源数据融合建模可以有效弥补单一建模方法的缺陷,根据不同场景选用不同数据融合建模是当今发展的一个趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 论文研究背景及选题意义
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 选题意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 三维激光扫描技术的发展现状
•     1.2.2 倾斜摄影测量技术的发展现状
•     1.2.3 近景摄影测量技术的发展现状
•     1.2.4 融合多源数据的三维建模发展现状
•   1.3 研究内容与结构安排
•     1.3.1 研究的主要内容
•     1.3.2 论文的结构安排
•   1.4 研究技术路线
• 第二章 三维建模技术
•   2.1 地面三维激光建模技术
•     2.1.1 地面三维激光扫描系统的工作原理及流程
•     2.1.2 三维激光扫描技术分类
•     2.1.3 点云数据预处理及建模
•     2.1.4 地面三维激光扫描系统相对于传统测量技术的特点
•   2.2 倾斜摄影测量建模技术
•     2.2.1 倾斜摄影测量原理及流程
•     2.2.2 数据处理
•     2.2.3 影像处理的关键技术
•   2.3 多基线近景摄影测量建模
•     2.3.1 多基线近景摄影测量原理及流程
•     2.3.2 多基线近景摄影测量中的关键技术
•   2.4 参数化建模技术
•   2.5 本章小结
• 第三章 数据采集及预处理方法研究
•   3.1 三维激光点云数据预处理方案
•   3.2 点云配准原理
•     3.2.1 PCA原理
•     3.2.2 ICP原理
•   3.3 不同扫描方式下的数据获取原理及方法
•     3.3.1 扫描系统安置在已知点上利用内置罗盘定向的扫描原理及方法
•     3.3.2 扫描系统安置在已知点上利用后视定向的扫描原理及方法
•     3.3.3 基于非控制点的自由扫描的原理及方法
•   3.4 不同扫描方式下点云拼接前后精度对比
•     3.4.1 基于扫描方法1 的拼接前后精度对比
•     3.4.2 基于扫描方法2 的扫描方法拼接前后精度对比
•     3.4.3 基于扫描方法3 的扫描方法拼接前后精度对比
•     3.4.4 三种扫描方式下整体拼接精度对比分析
•   3.5 影像生成三维点集技术
•     3.5.1 影像特征检测
•     3.5.2 影像特征匹配
•     3.5.3 光束法平差（BA）及SFM（运动恢复结构）算法
•     3.5.4 PMVS稠密点云生成
•   3.6 本章小结
• 第四章 融合多源数据建模方法研究
•   4.1 多源数据融合方法分类研究
•     4.1.1 基于点云数据的融合方法
•     4.1.2 基于模型融合的方法
•   4.2 基于融合多源点云数据的钟乳石模型构建方法研究
•   4.3 基于构建缓冲区模型内部替换的陡崖融合建模方法研究
•     4.3.1 研究区概述
•     4.3.2 数据获取
•     4.3.3 smart3D Capture系统建模
•     4.3.4 影像预处理
•     4.3.5 三维模型融合
•   4.4 基于融合多源测量数据的参数化建模方法研究
•     4.4.1 3D max建模方法介绍
•     4.4.2 建模方式
•     4.4.3 建模方法
•     4.4.4 数据采集及处理
•     4.4.5 模型构建
•     4.4.6 模型优化及契合度分析
•   4.5 本章小结
• 第五章 总结及展望
•   5.1 总结
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郭雨

导师: 夏永华,甘淑

关键词: 多源数据,三维激光扫描技术,摄影测量技术,岩溶洞穴,陡崖

来源: 昆明理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,自然地理学和测绘学,计算机软件及计算机应用

单位: 昆明理工大学

分类号: P208;P23

DOI: 10.27200/d.cnki.gkmlu.2019.001687

总页数: 89

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