多视角倾斜影像密集匹配技术研究

作     者：程锟锟 

作者单位：河南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王双亭

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：倾斜航空摄影技术 倾斜影像 密集匹配 PMVS算法 

摘      要：倾斜航空摄影技术能够以高精度、大范围的方式感知复杂场景的全面信息,在新一代城市数据基础建设中有巨大的应用潜力。作为常规近似垂直航空摄影的有效补充,倾斜航空摄影获取的数据已被广泛应用于国家新型城市化建设、互联网地图服务、精细三维城市模型构建等方面,因此多视倾斜航空数据的处理理论和技术已经成为摄影测量与遥感领域研究的新热点。本文阐述了多视倾斜相机、倾斜航空摄影等多视倾斜影像的获取技术以及倾斜航空影像的特点;介绍了MPGC、MPM和PMVS等影像密集匹配理论与方法,深入分析了各算法的优势和不足;实验分析了PMVS在多视倾斜影像密集匹配中存在的问题,并结合城市三维建模的实际需要对PMVS算法进行了多种改善,得到了一种PMVS改进算法;实验表明本文提出的改进算法有效改善了PMVS在多视倾斜影像密集匹配中的问题,为多视倾斜影像的密集匹配提供了一种新的方法和技术。主要研究内容如下:(1)多视角倾斜航空影像获取技术介绍了Pictometry、SWDC-5、TOPDC-5等典型的国内外倾斜航摄相机的特点和主要技术参数,总结了倾斜航空摄影技术的发展历程,分析了倾斜航空影像的特点及在精细三维城市建模中的优势。(2)多视影像密集匹配理论和方法介绍了MPGC、MPM和PMVS等多视影像密集匹配方法,从理论基础、精度等方面对比分析了这几种方法的优点及不足,从而选择了更为高效简洁的基于物方面元的多视立体匹配算法(PMVS)进行本文的多视倾斜航空影像密集匹配研究。(3)PMVS的改进算法实验分析了PMVS算法在多视倾斜影像密集匹配中的不足,并结合城市三维建模的物方特点,将高程约束条件、最优物方点选取和候选影像排序策略引入到PMVS之中,并用格网扩散代替原算法中的六方向扩散,形成了一种适合多视角倾斜影像的密集匹配算法,最后验证了本文提出的改进算法的可行性和有效性。