基于ContextCapture倾斜摄影三维建模关键技术研究

论文摘要

近年来,随着“数字城市”的快速发展,城市三维模型越来越受到业内学者的重视。传统的建模方法虽然可以达到较为理想的精度,但是不能高效率地进行大范围的三维重建。倾斜摄影可以将多个处于不同角度的相机搭载到同一个平台上对目标区域进行拍摄,从而快速获取地物丰富的侧面纹理信息,为高效率生产大区域三维模型提供了一种新的思路。以倾斜摄影技术作为研究对象,研究了基于倾斜摄影技术进行城市三维重建的方法,对其中所涉及到的倾斜影像匹配以及倾斜摄影与地面激光点云融合精细化建模两大关键技术进行了分析研究。主要研究内容为:1)倾斜影像匹配技术研究。对常用的具有尺度不变特性的SIFT算法以及仿射不变特性的ASIFT、MSER算法原理进行了详细介绍,并使用它们分别进行倾斜影像匹配实验,最后对它们的匹配效果进行了对比总结。2)基于ContextCapture三维建模方法研究。使用“天星三号”四旋翼倾斜摄影系统获取了北京市大兴区某高校的影像及POS数据,详细阐述了像控点及检查点的布设方法,结合ContextCapture软件对测区进行了三维重建,对建模流程进行了说明,并分析了三维模型的精度,结果表明:基于倾斜摄影技术生产的城市三维模型满足大比例尺地形图的精度要求。3)倾斜摄影与地面激光点云融合精细化建模研究。针对倾斜摄影作业过程中由于屋檐遮挡等盲区限制导致的三维模型拉花、变形问题,提出了倾斜摄影与地面激光点云融合精细化建模。研究分析了倾斜影像点云与地面激光点云配准的可行性,并通过实验进行了验证,实现了模型的精细化。图43幅;表6个;参50篇。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 引言
• 第1章 绪论
•   1.1 研究目的和意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 倾斜影像匹配研究现状
•     1.2.2 点云与影像配准研究现状
•   1.3 研究内容
• 第2章 倾斜摄影测量技术
•   2.1 倾斜摄影测量原理
•   2.2 倾斜摄影测量系统组成
•     2.2.1 GNSS导航系统
•     2.2.2 惯性导航系统（INS）
•     2.2.3 倾斜摄影系统
•   2.3 倾斜影像的特性
•   2.4 倾斜摄影关键技术
•     2.4.1 影像预处理
•     2.4.2 多视影像联合平差
•     2.4.3 多视影像密集匹配
•     2.4.4 自动生成DSM
•     2.4.5 城市3D建模
•     2.4.6 倾斜影像点云与激光点云配准
•   2.5 倾斜摄影技术各行业的应用
•   2.6 本章小结
• 第3章 倾斜影像匹配技术研究
•   3.1 SIFT算法
•     3.1.1 建立尺度空间
•     3.1.2 GOG空间极值检测
•     3.1.3 特征点精准定位
•     3.1.4 计算特征点的主方向
•     3.1.5 生成特征点描述符
•   3.2 ASIFT算法
•     3.2.1 仿射摄像机模型
•     3.2.2 ASIFT算法流程
•   3.3 MSER算法
•     3.3.1 MSER定义
•     3.3.2 线性时间算法实现
•     3.3.3 算法描述
•   3.4 实验分析
•     3.4.1 实验说明
•     3.4.2 倾斜影像匹配对比分析
•   3.5 本章小结
• 第4章 倾斜摄影技术在城市三维重建中的应用
•   4.1 三维建模的方法
•     4.1.1 基于3DsMax三维建模
•     4.1.2 基于三维激光扫描仪技术三维建模
•     4.1.3 基于倾斜摄影技术三维建模
•   4.2 基于ContextCapture倾斜摄影三维建模实例
•     4.2.1 无人机系统简介
•     4.2.2 测区概况
•     4.2.3 数据获取
•     4.2.4 ContextCapture系统
•     4.2.5 三维建模
•   4.3 三维模型精度分析
•   4.4 本章小结
• 第5章 倾斜摄影与地面激光点云融合精细化建模
•   5.1 激光点云与倾斜影像点云配准算法
•   5.2 配准精度评定
•   5.3 倾斜摄影与地面激光点云融合精细化建模实验
•     5.3.1 点云配准
•     5.3.2 精细化建模
•   5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李策

导师: 吴长悦

关键词: 倾斜摄影,影像匹配,三维建模,点云配准,模型精细化

来源: 华北理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 华北理工大学

分类号: P231

总页数: 66

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