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非量测相机倾斜航空影像空三加密精度评价

遥感信息 2015年第6期30卷 71-75页

作者：马晨杨辽池梦群刘莹郑宏伟中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

鉴于倾斜空三加密及其精度评价工作的重要性,使用非量测型相机获取倾斜航空影像,利用计算机视觉的SIFT特征匹配算子对影像的空三加密进行改进,然后对加密结果进行精度评价。结果表明:对于人工构造物密集地区的立体影像,特征点的数量密集... 详细信息

鉴于倾斜空三加密及其精度评价工作的重要性,使用非量测型相机获取倾斜航空影像,利用计算机视觉的SIFT特征匹配算子对影像的空三加密进行改进,然后对加密结果进行精度评价。结果表明:对于人工构造物密集地区的立体影像,特征点的数量密集,空三加密精度倾斜影像检查点的精度相较下视影像精度高;影像的分辨率为10cm,量测结果平面x、y的中误差都在精度范围中,高程z值中误差略大;增加控制点数目后,平面x与y的精度明显提高。分析影响试验结果的误差来源有:航摄质量、控制点布设与量测精度、内业人员操作、区域网平差方法等。

关键词：空三加密倾斜航空影像 SIFT 计算机视觉航空摄影测量地面控制点

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基于平面透视投影的倾斜航空影像匹配方法

测绘地理信息 2018年第2期43卷 28-31,47页

作者：吴子敬邓非武汉大学测绘学院

提出了基于平面透视投影的倾斜影像匹配算法。首先,算法利用倾斜影像的粗略外方位元素和内方位元素,将倾斜影像通过透视投影到测区内的平均高程面上,获得近似的正射影像;然后,利用SIFT（scale invariant feature transform）算法对近似... 详细信息

提出了基于平面透视投影的倾斜影像匹配算法。首先,算法利用倾斜影像的粗略外方位元素和内方位元素,将倾斜影像通过透视投影到测区内的平均高程面上,获得近似的正射影像;然后,利用SIFT（scale invariant feature transform）算法对近似正射影像进行匹配,并对匹配结果进行基于基础矩阵和单应矩阵双重约束的粗差剔除;最后,将获得的匹配点通过逆透视变换至原始影像上,获得原始影像的匹配结果。选取玉树倾斜影像进行匹配实验,并同SIFT算法和ASIFT（affine-scale invariant feature transform）算法进行对比。实验结果表明,该算法的匹配性能明显优于其他两种算法。

关键词：平面透视投影倾斜航空影像粗差剔除 SIFT ASIFT

基于倾斜航空影像的建筑物结构性损毁评估方法研究

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基于倾斜航空影像的建筑物结构性损毁评估方法研究

作者：李胜军西南交通大学

学位级别：硕士

地震灾害是各种自然灾害中最为严重的灾害之一。由于它具有突发性、持续时间短和破坏性强的特点,严重威胁着人们的人身安全和财产安全,因此对震后建筑物实现快速的损毁评估有利于紧急救援的实施。传统的基于地面制图方法太慢,并且受地... 详细信息

地震灾害是各种自然灾害中最为严重的灾害之一。由于它具有突发性、持续时间短和破坏性强的特点,严重威胁着人们的人身安全和财产安全,因此对震后建筑物实现快速的损毁评估有利于紧急救援的实施。传统的基于地面制图方法太慢,并且受地理位置的限制;高分辨率卫星影像和传统的航空影像能够提供高精度的影像数据,但是还存在诸多的限制,特别是进行建筑物的结构性损毁评估时,它们不能提供建筑物的立面信息。倾斜航空摄影技术的出现使得这一现象得到缓解,倾斜航空摄影除了提供垂直方向的视角还提供东、南、西、北四个方向的倾斜视角,这使对建筑物进行结构性损毁评估成为可能。因此,本文开展了面向对象的倾斜航空影像建筑物结构性损毁评估方法研究,包括以下工作： (1)总结了倾斜航空摄影技术的发展史、系统组成、摄影原理、数据特点和主要应用。在此基础上,概括震后建筑物的类型并且列举了震后建筑物损毁特征的分析模型。 (2)研究了倾斜航空影像的分割技术,并且针对单阈值(最佳熵)分割算法存在对植被分割不完全的问题,本文利用自定义植被指数提出了改进的单阈值分割算法。 (3)在面向对象的影像对象分类中,分析了几种常用的分类方法,并选用模糊分类方法对影像对象进行分类。根据影像对象的光谱、纹理、形状等属性信息,实现了对建筑物的结构性损毁评估。 (4)引入了混淆矩阵,对模糊分类结果采用全局精度、用户精度、生产者精度和Kappa系数对实验结果进行定量分析。研究表明,改进的最佳熵模型对倾斜航空影像的植被提取效果优于传统方法。本文在多尺度分割的基础上,选用特征模型对影像对象进行模糊分类,利用全局精度、用户精度、生产者精度和Kappa系数对分类结果进行定量分析,根据分析结果可知本文的研究方案可行。

关键词：倾斜航空影像多尺度分割面向对象分类精度评价模糊分类

基于ASIFT改进的倾斜航空影像特征匹配算法研究

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基于ASIFT改进的倾斜航空影像特征匹配算法研究

作者：敖成欢贵州师范大学

学位级别：硕士

地理信息空间数据的来源不断趋于多源化和精细化,倾斜航空摄影测量技术的出现和发展,带给了地理信息行业全新的视角,使得地理空间信息得以更全面、更精细和更直观的表达。而无人机技术的发展和开源,地信行业的数据获取方式更加趋向于精... 详细信息

地理信息空间数据的来源不断趋于多源化和精细化,倾斜航空摄影测量技术的出现和发展,带给了地理信息行业全新的视角,使得地理空间信息得以更全面、更精细和更直观的表达。而无人机技术的发展和开源,地信行业的数据获取方式更加趋向于精细化,在此次土地三调中很多底图以及人工难以到达的地方,都是采用无人机的形式进行制图和作业。无人机便携、轻巧的同时在影像获取时也容易使得影像发生变形和倾斜,甚至影像失真等,加之倾斜摄影测量技术,本身对倾斜影像的需求,这使得在影像处理阶段需要各算法对影像的“倾斜”具有一定程度上的不变性。基于此,本文的主要研究内容和结论如下:（1）基于ASIFT算法的改进。本文在前人研究的基础上,利用ASIFT算法进行剥离,得到具有仿射不变性的Affine算法,Affine算法是通过模拟相机作业时的水平角和垂直角,进而衡量影像的水平偏移和垂直偏移,垂直偏移即倾斜,通过纬度角计算出影像倾斜度。得到Affine算法后,与传统经典的SURF、ORB、AKAZE、BRISK和Harris算子相结合,进一步对算法进行改进。通过实验证明,改进后的算法特征提取明显优秀于改进前,其中最差的BRISK算法改进后是改进前的8.5倍,最好的是SURF算法,改进后提取的特征点是原算法的146.5倍。（2）对提取的特征点利用快速最近邻搜索法（FLANN）,采用KD-TREE算法进行范数距离和汉明距离判断完成影像特征点的粗匹配,再次采用基于随机一致性（RANSAC）的单应性映射矩阵匹配算法进行阈值控制,进一步实现影像特征点与特征点之间的精确匹配。（3）在对Harris算法进行改进时,经实验对比,采用二进制的BRIEF算法进行特征的描述,然后通过尺度、仿射、色差和噪音的实验和原算法进行对比分析,A-Harris算法具有一定程度的优秀性。（4）对得到的改进算法。通过不同航线具有一定重叠的影像和各镜头同航线相邻影像的实验匹配,进行数据统计和分析,实验表明同航线上的影像匹配效果优秀,并且耗时短,不同航线的影像匹配,匹配效果差,并且耗时长。改进算法和原算法的在各自的系统里优秀程度同等,A-ORB算法具有时间上的绝对优势,ASIFT算法和A-BRISK算法在特征提取上具有同样的优越性,对于同等程度的匹配,A-BRISK算法更耗时一点,相对消耗的内存也多一点,容易造成内存溢出,A-AKAZE算法具有耗时和匹配的中间性,A-Harris算法的耗时稍长一点,A-Harris和A-SURF的匹配率相对稳定。SURF是SIFT基础上改进的算法,在本文的改进算法中,Affine-SURF算法仍然具有时间上的优势,并且针对倾斜航空影像匹配效果也毫不逊色于ASIFT算法。

关键词：倾斜航空影像特征匹配影像算法仿射不变性

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五方向倾斜航空影像建筑物墙面自动提取方法

桂林电子科技大学学报 2017年第2期37卷 140-146页

作者：方智辉吴军彭智勇桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004

针对城市三维建模的立面几何缺失以及倾斜航空影像利用率不高的问题,提出了一种基于倾斜航空影像自动获取精细建筑物立面的方法。该方法先对五方向倾斜航空影像匹配的点云数据在"像方"构建Delaunay三角网,实现目标城区在各方向上的再现... 详细信息

针对城市三维建模的立面几何缺失以及倾斜航空影像利用率不高的问题,提出了一种基于倾斜航空影像自动获取精细建筑物立面的方法。该方法先对五方向倾斜航空影像匹配的点云数据在"像方"构建Delaunay三角网,实现目标城区在各方向上的再现;其次,对多视网格进行交叠检测剔除重叠冗余数据;最后,对倾斜非冗余点进行水平投影,采用点密度阈值分割获取建筑物立面精细网格数据。试验结果表明,该方法可实现五方向倾斜航空影像建筑物立面的自动提取。

关键词：倾斜航空影像交叠检测水平投影建筑物立面提取

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基于倾斜航空影像的城市生态三维重建研究

干旱环境监测 2016年第2期30卷 67-71页

作者：马晨新疆环境监测总站新疆乌鲁木齐830011

针对当前城市建筑物三维模型构建的需要,本文提出一种利用非量测型相机获取的倾斜航空影像来实现高精度空中三角测量和城市三维重建的技术路线。一方面通过倾斜相机重叠影像自动匹配的自检校来支持高精度空中三角测量;另一方面,通过检校... 详细信息

针对当前城市建筑物三维模型构建的需要,本文提出一种利用非量测型相机获取的倾斜航空影像来实现高精度空中三角测量和城市三维重建的技术路线。一方面通过倾斜相机重叠影像自动匹配的自检校来支持高精度空中三角测量;另一方面,通过检校的4个倾斜相机,能够在一次飞行中获得4个方向的建筑物侧面影像,为城市景观的三维表达、精细建模和可视化提供一种新的、快捷的技术方案。

关键词：倾斜航空影像空中三角测量三维建模纹理映射

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结合目标轮廓和深度信息的建筑物单体化重建

测绘科学 2024年第8期 111-120页

作者：王臣姚国标王子恒梁庆坤龚健雅朱丰琪山东建筑大学测绘地理信息学院武汉大学遥感信息工程学院山东省国土测绘院

针对倾斜航空影像建筑物单体化重建过程中点云和轮廓获取自动化程度低且对数据要求高问题，该文提出了一种精细化轮廓提取驱动的建筑物三维重建方法。首先构建边缘增强模块，利用卷积神经网络对影像进行细节增强，突出目标边缘特征，随... 详细信息

针对倾斜航空影像建筑物单体化重建过程中点云和轮廓获取自动化程度低且对数据要求高问题，该文提出了一种精细化轮廓提取驱动的建筑物三维重建方法。首先构建边缘增强模块，利用卷积神经网络对影像进行细节增强，突出目标边缘特征，随后利用轻型多视图匹配网络获得高精度深度图，并利用成对视图加权模块来提升深度图的准确性。接着引入Transformer结构对建筑物进行初始提取，同时构建特征抽稀模块提高计算效率，并设计自适应优化与正则化模块用于剔除误检区域及优化建筑物轮廓。通过深度图融合生成点云进一步得到三维格网模型，基于建筑物轮廓图与三维模型实现建筑物单体化重建。实验结果表明，该文方法在深度估计及轮廓提取上均取得较好结果，并利用该文方法对德州市城区进行建筑物单体化建模，得到了精度较高的LOD-1模型。

关键词：建筑物轮廓提取多视图立体重建倾斜航空影像深度学习

应用于倾斜影像的点特征优化提取与宽基线匹配

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应用于倾斜影像的点特征优化提取与宽基线匹配

作者：王兴慧兰州交通大学

学位级别：硕士

摄影测量的发展源于人们希望提高对真实世界的可视化显示，如今的摄影测量已进入数字摄影测量时代，其区别于其他阶段的最明显特点是基于数字影像的原始资料处理，以计算机视觉来代替人工量测。数字航空相机的出现带动了航空摄影测量技... 详细信息

摄影测量的发展源于人们希望提高对真实世界的可视化显示，如今的摄影测量已进入数字摄影测量时代，其区别于其他阶段的最明显特点是基于数字影像的原始资料处理，以计算机视觉来代替人工量测。数字航空相机的出现带动了航空摄影测量技术的发展，针对通过飞机平台搭载数字相机，以垂直摄影方式对地面进行空中摄影获得的数字航空影像数据的处理，已形成并完善出多种先进成熟的数据处理系统，该类数字航空影像数据处理系统能够对垂直影像进行自动空中三角测量、数字高程模型的自动采集以及快速制作正射影像图等应用。为了更真实的反应符合人眼视觉的直观世界，倾斜航空摄影测量作为一项高新技术发展十分迅速，它对传统的成像方式进行革新，使该系统不仅仅局限于垂直摄影方式，而是利用多台相机替代单一相机的组合摄影方式，从多个方向进行拍摄，同时获取垂直和倾斜多个角度的高分辨率数字航空影像。现有的数字摄影测量算法及系统尚不具备有效处理倾斜航空影像的能力，例如传统空中三角测量中的光束法区域网平差在数学关系上不支持具有大倾角的倾斜数据，因此若要利用倾斜影像进行高精度测绘首先需要实现同时对竖直影像和倾斜影像的联合区域网平差，这里最困难的当属如何在竖直影像和倾斜影像之间进行同名像点的自动提取和匹配，本文就从该角度出发，旨在研究适用于倾斜影像的同名像点提取和优化方法，并最终实现竖直影像和倾斜影像之间的自动匹配。具体的研究工作如下： 1、立足于本文倾斜影像的研究对象，首先对倾斜航空摄影测量技术进行了综合性论述，从倾斜摄影测量系统摄影相机的系统组成、成像方式、基本原理到关键处理技术都作了详细的阐述，并重点分析了倾斜影像数据特点，本文后文中的所有研究都是以倾斜影像数据的自身特点为基础角度出发的。 2、针对倾斜影像之间存在地物几何变形大、分辨率变化大、影像大角度旋转、地物相互遮挡和特征信息差别大的特点，研究基于不变性质的特征点提取方法，在此之前对简单特征点提取算子进行介绍，并使用倾斜影像进行实现，表明为什么需要提取具有不变性质的特征点。 3、对影像中的阴影检测算法进行研究，目的在于对提取的特征点进行优化，滤除位于建筑物等阴影轮廓边缘或角点的特征点，避免倾斜影像上因阴影面积和方向不一致造成后序匹配困难的情况。 4、研究应用于倾斜影像的特征点匹配算法，同样基于倾斜影像的自身特点，从宽基线匹配思想出发，结合金字塔结构，实现同一相机拍摄影像之间、不同相机拍摄影像之间的不变性特征点的自动匹配。

关键词：倾斜航空影像不变性点特性提取阴影检测宽基线匹配

基于“倾斜+LiDAR+车载”的实景三维建模实现

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城市勘测 2017年第1期 71-75页

作者：郭林凯大连市测绘研究院辽宁大连116011 大连市基础地理信息中心辽宁大连116011

基于实现智慧城市建筑三维模型真实化、单体化、可量测化的目的,采用"倾斜摄影+机载LiDAR+车载信息采集"获取建筑物三维模型体和纹理影像的方法,以统一的数学基准对不同数据源进行数据处理,并利用相关匹配技术进行模型与纹理的自动配准... 详细信息

基于实现智慧城市建筑三维模型真实化、单体化、可量测化的目的,采用"倾斜摄影+机载LiDAR+车载信息采集"获取建筑物三维模型体和纹理影像的方法,以统一的数学基准对不同数据源进行数据处理,并利用相关匹配技术进行模型与纹理的自动配准,得出利用倾斜摄影技术、激光测量技术以及车载信息采集技术,能够快速实现城市实景三维建模。

关键词：倾斜航空影像机载LiDAR 车载信息采集系统影像匹配实景三维模型