CN102938164A - 一种基于航空遥感摄影测量的快速建模方法 - Google Patents

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杨学伟
吴波
周哲
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Abstract

本发明涉及一种基于航空遥感摄影测量的快速建模方法，该方法包括以下步骤：摄像端采用航空遥感摄影测量技术获取需建模区域的地物相关影像图片信息，并传输给影像处理端；摄像端记录拍摄影像图片时的空间地理坐标，并传输给影像处理端；影像处理端对影像图片进行配准，寻找图片上的同名特征点；影像处理端根据大量的同名特征点和空间地理坐标，建立地物的三维轮廓；影像处理端根据三维轮廓和所获取的影像图片信息，进行三维轮廓的纹理贴图，建立完整的三维模型并输出。与现有技术相比，本发明具有低成本、城市建模速度快、效率高等优点。

Description

一种基于航空遥感摄影测量的快速建模方法
技术领域
本发明涉及一种三维建模方法，尤其是涉及一种基于航空遥感摄影测量的快速建模方法。
背景技术
近几年，随着国家对“数字城市”以及“智慧城市”投入不断增加，“数字城市”建设步伐不断加快。城市的三维虚拟化实现是“智慧城市”建设的重要组成部分，而三维虚拟城市有很大一部分工作任务是城市的三维建模，传统的三维建模主要包括以下途径：人工建模(采用建模工具)、摄影测量建模以及激光扫描建模。传统的三维建模各有优点以及缺点，人工建模采用建模工具(例如：3DMax等)进行三维建模，其优点是三维场景美观，缺点是投资成本高，需要大量的人力及物力；摄影测量建模是采用摄影测量技术进行三维模型的快速构建，其优点是单个模型建设比较快，缺点也很明显，建的三维模型需要后期进行人工处理，也需要大量的人力及物力；激光扫描建模是采用激光扫描技术生成点云模型，其优点是模型建设比较快速，缺点是数据量比较大，激光扫描不到的地方会有建模的盲区，例如房屋的屋顶。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低成本、城市建模速度快、效率高的基于航空遥感摄影测量的快速建模方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于航空遥感摄影测量的快速建模方法，该方法包括以下步骤：
a.影像获取：摄像端采用航空遥感摄影测量技术获取需建模区域的地物相关影像图片信息，并传输给影像处理端；
b.相机定位：摄像端记录拍摄影像图片时的空间地理坐标，并传输给影像处理端；
c.特征提取：影像处理端对影像图片进行配准，寻找图片上的同名特征点；
d.立体匹配：影像处理端根据大量的同名特征点和空间地理坐标，建立地物的三维轮廓；
e.视觉展现：影像处理端根据三维轮廓和所获取的影像图片信息，进行三维轮廓的纹理贴图，建立完整的三维模型并输出。
所述的摄像端包括摄像机和航空飞行器，所述的摄像机安装在航空飞行器上。
所述的影像获取具体为；航空飞行器围绕需建模区域进行360度飞行，摄像机实时拍摄获取影像图片信息。
所述的影像处理端为安装有影像处理软件的计算机，该计算机将摄像端采集的影像图片信息和空间地理坐标，提取影像图片中的同名特征点，建立城市地物的三维模型。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)效率高，只需要让挂着高分辨率航空摄影相机的飞行器在城市上空多飞几次，获取到整个城市的遥感影像；
(2)成本低，航空摄影测量快速建模方法在人工投入方面要求不高，后期制作也不需要大规模的人员进行处理。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种基于航空遥感摄影测量的快速建模方法，该方法通过摄像端和影像处理端完成，本实施例中摄像端航空飞行器和安装在航空飞行器上CCD(Charge-coupledDevice，电荷耦合元件)摄像机，所述的影像处理端为安装有影像处理软件的计算机，该计算机将摄像端采集的影像图片信息和空间地理坐标，提取影像图片中的同名特征点，建立城市地物的三维模型。所述的影像处理软件可采用遥感图像处理商业软件，如ERDAS Imagine、PCI Geomatica、Ermapper、Titan GIS等。
如图1所示，本方法的具体步骤描述如下：
a.影像获取；航空飞行器围绕需建模区域进行360度飞行，摄像机实时拍摄获取影像图片信息，并传输给影像处理端；
b.相机定位：；
c.特征提取：影像处理端对影像图片进行配准，寻找图片上的同名特征点；
d.立体匹配：影像处理端根据大量的同名特征点和空间地理坐标，建立地物的三维轮廓；
e.视觉展现：影像处理端根据三维轮廓和所获取的影像图片信息，进行三维轮廓的纹理贴图，建立完整的三维模型。
在步骤100中，采用航空遥感摄影测量技术获取城市的影像数据，即航空飞行器围绕需建模区域进行360度飞行，摄像机实时拍摄获取影像图片信息，并传输给影像处理端；摄像端同时记录拍摄影像图片时摄像机的空间地理坐标，并传输给影像处理端。然后执行步骤101。
在步骤101中，影像处理端结合影像图片信息和摄像机的空间地理坐标，寻找图片中的同名特征点。然后执行步骤102。
在步骤102中，根据同名特征点建立场景中的三维轮廓图，如果成功，执行步骤103；如果不成功执行步骤102。
在步骤103中，建立三维轮廓，如果成功，进入步骤104中；如果不成功，则进入步骤103中。
在步骤104中，根据三维轮廓和所获取的影像图片信息，进行三维轮廓的纹理贴图，如果成功，就结束输出模型；如果不成功，则进入步骤104。
本方法通过遥感影像处理技术，获取遥感影像上的同名点，根据三维建筑的多个同名点建立三维建筑的轮廓模型，再贴上获取到的地表建筑的纹理，就能够快速、高效地建立城市级的三维场景。通过航空摄影测量快速建模方法获取城市级的三维场景有以下几个优点：效率高，只需要让挂着高分辨率航空摄影相机的飞行器在城市上空多飞几次，获取到整个城市的遥感影像；成本低，航空摄影测量快速建模方法在人工投入方面要求不高，后期制作也不需要大规模的人员进行处理。

Claims (4)

1.一种基于航空遥感摄影测量的快速建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a.影像获取：摄像端采用航空遥感摄影测量技术获取需建模区域的地物相关影像图片信息，并传输给影像处理端；
b.相机定位：摄像端记录拍摄影像图片时的空间地理坐标，并传输给影像处理端；
c.特征提取：影像处理端对影像图片进行配准，寻找图片上的同名特征点；
d.立体匹配：影像处理端根据大量的同名特征点和空间地理坐标，建立地物的三维轮廓；
e.视觉展现：影像处理端根据三维轮廓和所获取的影像图片信息，进行三维轮廓的纹理贴图，建立完整的三维模型并输出。
2.根据权利要求1所述的一种基于航空遥感摄影测量的快速建模方法，其特征在于，所述的摄像端包括摄像机和航空飞行器，所述的摄像机安装在航空飞行器上。
3.根据权利要求2所述的一种基于航空遥感摄影测量的快速建模方法，其特征在于，所述的影像获取具体为：航空飞行器围绕需建模区域进行360度飞行，摄像机实时拍摄获取影像图片信息。
4.根据权利要求2所述的一种基于航空遥感摄影测量的快速建模方法，其特征在于，所述的影像处理端为安装有影像处理软件的计算机，该计算机将摄像端采集的影像图片信息和空间地理坐标，提取影像图片中的同名特征点，建立城市地物的三维模型。
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