工程测量

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前智慧城市建设正在成为地理空间信息产业的一个热点,智慧城市作为数字城市概念的进一步拓展,同样地需要将建筑物的三维建模技术作为重要组成部分。随着数据获取手段的更新以及数据量的急速增长,建筑物建模方法逐步从手工向人机交互甚至全自动化、从单个建筑建模到大规模场景批量建模发展。事实上,在摄影测量领域关于建筑物自动/半自动三维建模的研究已有二十余年历史。     然而,复杂建筑物的数字模型生成仍然是个颇具挑战性的问题。以影像为例,在实际生产中最为成熟的是人工编辑方法,例如使用Sketchup、Auto CAD等软件在影像基础上进行几何模型编辑以及纹理贴图,建立单个建筑物的三维模型。人工编辑虽然能保证重建模型的准确性和细节度,但是效率非常低下,无法适用于大规模场景建模的任务。而实现基于影像的全自动建模,需要在影像解译领域取得较大突破,而囿于当前的研究进展,许多学者提出了基于人机交互的半自动建模方法,而且也已经出现若干成熟的商业软件系统。例如瑞士联邦苏黎世理工大学推出的CyberCity-Modeler系统,利用航空遥感影像对多类地物进行三维点云生成、分割和多面片拟合,操作员只需对点云生成和分类步骤进行干预,因而效率较高,每天能完成500到1000个目标的工作量,该系统已经成功地应用于欧美多个城市的三维建模任务。另一类系统以德国Inpho公司推出的inJECT为代表,系统整合了一个包含多种常见建筑物线框模型的数据库,操作员只需根据图像的内容选择特定建筑物模型,系统能自动进行参数解算,使生成模型能够与输入影像保持相容性。同时该系统支持用户拓展数据库中的模型,以及由简单模型组合复杂模型,使其能更好适应复杂城市场景。全自动建模方法现在仍处于研究阶段,从计算机视觉的角度来看,三维建模可以转化为一个大型优化问题,需要在场景的局部以及全局约束中寻求平衡,由此引出“自上而下”(先验模型驱动)和“自下而上”(数据驱动)两类方法。由于这一问题的病态性,当前许多自动化方法都在多源数据融合中寻求解决方案。
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