【摘 要】
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在数字城市不断发展的信息化时代,精细化三维建筑模型在城市场景的三维重建中扮演着越来越重要的角色,而具有真实感的建筑立面纹理信息则是三维重建中的重要因素之一。然而通过现有方法获取到的立面影像往往在精细度方面存在不足,通常难以满足数字城市精细化三维重建的需求。而同时搭载差分卫星定位系统、惯性测量单元和街景全景相机的移动测量系统,可以高效获取具有精确位姿信息的城市环境高分辨率街景图像,为建筑物立面结构的
【基金项目】
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国家重点研发计划项目:高分遥感目标发现和精确定位技术与系统(No. 2018YFC0825803:2019.02.01-2022.01.31); 国家自然科学基金项目:面向建筑物精细建模的倾斜摄影测量理论与方法(No. 41631174:2017.01-2021.12); 国家自然科学基金项目:基于多模式匹配的复杂城市环境
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在数字城市不断发展的信息化时代,精细化三维建筑模型在城市场景的三维重建中扮演着越来越重要的角色,而具有真实感的建筑立面纹理信息则是三维重建中的重要因素之一。然而通过现有方法获取到的立面影像往往在精细度方面存在不足,通常难以满足数字城市精细化三维重建的需求。而同时搭载差分卫星定位系统、惯性测量单元和街景全景相机的移动测量系统,可以高效获取具有精确位姿信息的城市环境高分辨率街景图像,为建筑物立面结构的实景三维精细建模提供了重要数据源。但由于街景影像独特的投影方式,使得其难以直接应用于立面纹理映射。同时由于地面遮挡、视野限制、影像畸变等因素,单视角下的街景影像也难以有效覆盖较大建筑物的立面结构。针对上述问题,本文提出了多视街景影像几何纠正与拼接方法,消除多视影像间的几何、曝光不一致性等问题。本文的主要研究内容包括:1.基于球心投影的街景影像几何纠正。对具有等距圆柱投影的原始街景影像使用球心投影变换,恢复影像中建筑物的直线特征;2.基于SURF算子的多视全景影像几何配准。使用SURF算子提取多视影像间的特征点,并在对特征点进行匹配与提纯后估计单应性矩阵,完成多视影像的几何配准;3.多视全景影像的无缝拼接。使用增益补偿法消除曝光差异后,对多视影像进行最佳拼接线搜索,并根据搜索结果进行多频段融合,消除影像间的拼接痕迹,实现无缝拼接。为验证本文方法的可行性与有效性,本文利用谷歌地图中的开源街景影像数据为例进行实验。结果表明本文方法能够解决街景数据源存在的畸变与单视影像覆盖立面范围有限的问题,经拼接与优化后的精细影像能够作为三维建筑模型的立面纹理数据源进行映射,且立面纹理精度达到分米级,为数字城市的构建提供了重要的纹理辅助数据。
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