多视航空倾斜影像空三与密集匹配研究

论文摘要

人类进入“数字地球”时代,城市真三维模型作为“智慧城市”的重要载体,已经凸显出巨大的潜力。能从多个角度获取完整地物信息的低空倾斜摄影技术应运而生,克服了传统正射影像在真三维建模过程中不能生成表面纹理的缺陷,已经在大比例尺测图和数字城市快速三维建模等方面得到了广泛的应用。诸如ContextCapture、Pix4D以及Agisoft PhotoScan等商业软件已经被广泛应用于城市真三维重建中,但是针对于影像匹配、多视影像联合光束法平差以及点云密集匹配等过程仍存在诸多问题。传统的针对正射影像数据处理算法已经不能满足航空倾斜影像三维建模的要求。因此,本文基于已有的研究成果,从影像匹配、多视空中三角测量和点云密集匹配三个方面进行研究和探讨。本文主要研究内容如下:（1）倾斜影像匹配的研究,利用线-节点-线（Line-Junction-Line,LJL）算法替代点匹配算法。LJL算法利用分层策略匹配群组与个体线段,实验表明LJL算法在大倾角宽基线倾斜影像匹配中优于均值-标准差直线描述子（mean-standard deviation line descriptor,MSLD）匹配算法。（2）针对航空倾斜摄影测量过程中获取影像数量巨大、大重叠度以及非稳定姿态角问题,同时还存在GPS记录时间与相机曝光时间不一致造成的曝光延迟误差,因此构建顾及曝光延迟误差的多视倾斜影像光束法区域网联合平差模型。探究LevenbergMarquardt优化算法、稀疏矩阵算法以及选权迭代方法,以保证光束法平差模型收敛性与稳定性。（3）针对PMVS算法直接应用于倾斜影像密集匹配中,存在着点云数量少、密度低以及漏洞较多等问题,本文提出一种改进的PMVS算法。该算法在最小二乘平差、空间几何关系和核线约束的基础上,采用基于面片的多片几何约束匹配（Multi-photo geometrically constrained matching,MPGC）方法对面片上的点进行优化。（4）利用陕西师范大学长安校区实例数据验证（1）（2）（3）中影像匹配、联合平差模型和改进的PMVS算法的有效性。实验结果表明本文提出的算法可以用于航空倾斜影像真三维建模中,测试精度满足相关规范要求。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李佩峻

导师: 姜刚

关键词: 倾斜影像,影像匹配,联合光束法平差,密集匹配

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 长安大学

分类号: P23

总页数: 77

文件大小: 4664K

下载量: 200

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