[00128899]LiDAR与影像数据联合处理及三维目标重建技术研究

一、研究目的与意义 本子课题的目标是,针对以三维建模为主线的数字三维产品一体化处理技术的需求,实现LiDAR数据、航空摄影数据处理与加工软件。通过以下技术实现。 1)机载LiDAR数据与航空影像一体化处理与信息提取,实现无地面控制点的航空影像方位参数精确解算。 2)三维目标重建软件系统,实现特征线面的自动化、半自动化处理,纹理映射自动化处理,开发真正射影像生产的软件系统,提高可靠性、生产效率,减少人工干预量。 二、主要论点与论据 1)基于结构线特征LiDAR数据与航空影像的匹配策略 利用图像直线信息进行配准或三维重建。拟就地物结构线特征作为配准基元,以有效改善匹配效率,提高配准的稳定性。 2)基于影像的高密度高可靠性的点云获取 要通过匹配获取高密度的点云,首先需要良好的特征提取算法,能够提取出影像上所有的点、线、面特征作为影像匹配的目标点。点云数据的可靠性需要通过匹配过程的核线几何约束、金字塔逐级匹配策略、多视匹配技术等来予以保证。 3)影像与点云结合的三维目标提取 利用区域特征提取,影像数据上的房屋等边缘轮廓异常清晰,便于边缘特征的准确提取,结合影像与点云进行三维目标的自动提取,是提高房屋等三维建模自动化程度的重要技术手段。 三、创见与创新 利用LiDAR图像中提取的线特征引导和约束点云数据中结构线的提取,在保持结构线提取效率的同时提高结构线提取的精度;采用互信息方法实现LiDAR结构线与影像结构线的自动匹配,提高结构线配准的稳定性。 基于高质量DSM数据,使用遮挡区域快速检测、最佳补偿影像定位、纹理补偿与模拟复原等技术制作真正射影像产品,改变传统正射影像使用DEM进行纠正,克服无法对投影差和地物进行纠正的缺点,能更加真实准确地表达地形地貌。 四、社会经济效益,存在的问题 LiDAR在地形测绘方面的主要应用是DEM获取、三维信息提取特别是房屋建模等,当然房屋建模手段还主要是人工建模方式,自动化的三维信息提取技术目前还停留在研究阶段,可以预见的是LiDAR及三维信息自动提取技术的产业化前景广阔,必将产生巨大的经济效益。