高分辨率遥感影像课件.ppt

第四讲高分辨率遥感影像的三维重建无人机方法
航模方法三维地理信息在国民经济建设、社会发展和国防安全等领域有着日益广泛的应用人们的认识空间是多维与多视点的公路选线与设计中的多尺度表示三维高分辨率遥感影像的模型的有关概念真三维空间
——地上与地下、室外与室内三维高分辨率遥感影像的模型三维高分辨率遥感影像的模型的统一表示4.1高分辨率遥感影像的简单人工目标三维重建
4.2高分辨率遥感影像的复杂房屋三维重建一、高分辨率遥感影像的目标三维重建现状
二、立体影像平台的建立
三、三维重建的拓扑数据模型
四、简单房屋三维重建
从2DGIS数据到2.5D块体模型1、立体影像对内定向
2、立体影像对相对定向
3、核线影像生成
4、立体影像显示
5、前方交会解求像方和物方关系
6、一体化三维影像重建平台的建立
1、三维数据模型
2、拓扑学
3、三维拓扑
4、拓扑数据模型
5、三维重建的拓扑数据模型1、三维数据模型
三维空间数据模型是发展3DGIS的一个核心问题，对三维空间数据模型的认识和研究在很大程度上决定着3DGIS系统的发展和应用的成败1、三维数据模型
CAD/CAM领域的三维空间数据模型
GIS中的三维空间数据模型
三维空间可视化模型
人工地物三维重建数据模型1、三维数据模型
CAD/CAM领域的三维空间数据模型1、三维数据模型
GIS中的三维空间数据模型
在对3DGIS的空间模型研究方面，基于对地理现象的认识和不同的3DGIS强调的功能侧重点的不同，形成了两大类空间模型：矢量模型和栅格模型
矢量模型是通过对三维空间对象特征点的坐标（X，Y，Z）和空间关系的描述来表达三维空间对象
栅格模型则通过将三维空间对象划分成三维栅格阵列，用一串三维阵列和指针来表示三维空间对象
1、三维数据模型
GIS中的三维空间数据模型1、三维数据模型
GIS矢量空间模型的优点主要表现在：
（1）数据存储格式紧凑，所占存储空间小，能直观表达空间几何元素间的拓扑关系。
（2）数据精度高，能精确表达三维线状实体、面状实体和体状实体的不规则边界。
（3）空间查询、拓扑查询、网络分析的能力较强。
（4）图形输出效果好，容易实现几何变换等空间操作。
缺点是空间计算复杂，造成算法实现过程较为复杂，表达体内的不均一性的能力较差。1、三维数据模型
GIS中栅格数据模型的特点是结构简单，便于各种空间叠加操作，空间操作算法简单，对体内的不均一性具有一定的表达能力，叠加分析和缓冲区分析都很容易实现。缺点也是多方面的，主要表现在：
（1）数据量巨大，占用大量存储空间，造成处理速度较慢。
（2）数据精度低，造成输出效果较差。
（3）没有显式定义空间拓扑关系，不利于查询和分析。
（4）空间分析的精度低。1、三维数据模型
三维空间可视化模型
对可视化模型的研究出现了两个发展方向：一种是对传统的三维空间模型进行扩展，采用精确几何模型结合纹理映射的方法实现三维空间的可视化
在另一方面，直接以图像作为样本来绘制场景的基于图像的建模技术（ImageBasedRendering，IBR）发展非常迅速。这种技术以大量的图像样本为基础建立三维场景的可视化模型，而不需要任何几何信息1、三维数据模型
人工地物三维重建数据模型
面向应用的三维GIS开发的三维目标数据模型应综合考虑的内容（精度、模型生成方法、生成LOD模型的难易程度等方面）。
三维拓扑数据模型，建立基于拓扑的三维重建数据模型，基于此模型实现人工地物的三维重建。2、拓扑学
拓扑学是几何学的一门新兴的分支，因此，作为几何学，它仍是研究图形或形状的科学。
另一方面，它研究的是图形在拓扑等价变换下的不变性，即以拓扑关系作为研究对象，它更为灵活和更具可塑性。
拓扑关系反映了空间实体之间不随实体的连续变形而改变的与度量和方向无关的一种空间关系。
拓扑学中的变换是“拓扑等价”变换。2、拓扑学
拓扑元素
点、线段、面元、体元
拓扑关系表示方法:常常结合度量关系来表示
拓扑关系在三维重建中的作用
协助完成深层次的空间分析，如连通性分析可以深入到具体的楼层、具体的房间
通过建立拓扑关系可以自动发现某些数据错误
帮助搜索相关的要素，如根据要求进行组合查询时可能用到拓扑关系
更易于把基本的空间体元组合形成复合实体
拓扑关系可以作为一种建立三维模型的策略与途径3、三维拓扑
内拓扑：三维实体的内部拓扑，在三维重建中是最为关键的环节，在目前三维重建过程中，内拓扑往往通过人工编辑完成。
外拓扑：三维实体间的拓扑，外拓扑的重建往往被忽视。3、三维拓扑4、拓扑数据模型
当前典型的拓扑数据模型
Egenhofer&Franzosa（1991）4元组模型
Egenhofer&Herring（1991）9元组模型
Breunig(1996)局部拓扑和整体拓扑
陈军（2001）V9I模型
李志林