基于模型基元分解的目标立体构建技术研究

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1、硕士学位论文基于模型基元分解的目标立体构建技术研究OBJECT3DCONSTRUCTIONBASEDONPRIMITIVESDECOMPOSITIONOFMODEL张治国哈尔滨工业大学2016年7月国内图书分类号：TP751.1学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于模型基元分解的目标立体构建技术研究硕士研究生：张治国导师：张晔教授申请学位：工学硕士学科：信息与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2016年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP751.1U.D.C:621.3Dis

2、sertationfortheMasterDegreeinEngineeringOBJECT3DCONSTRUCTIONBASEDONPRIMITIVESDECOMPOSITIONOFMODELCandidate：ZhangZhiguoSupervisor：Prof.ZhangYeAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringInformationandCommunicationSpeciality：EngineeringSchoolofElectronicsandInformationAffiliation：En

3、gineeringDateofDefence：July,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着空间遥感技术的发展及各方需求的提升，单纯的二维光学图像已经越来越难以满足当下的需要，在这种状况下，针对大范围场景的立体构建技术应运而生。该技术根据所获取的单幅、双幅甚至多幅图像来构建相应区域的三维立体模型，并对该区域的立体构建结果进行分析处理。但是传统的大范围场景立体构建结果中的具体目标的立体模型精度低，效果差，无法为后续的纹理映射、变化检测等

4、相关技术提供强力有效的支撑，因此许多研究者将目光转向了针对单一目标的高精度立体构建技术，相关研究尚处于起步阶段。在分析国内外已有的研究成果，综合各种方法的优劣性的基础之上，本论文提出了基于模型基元分解的目标立体构建技术。论文通过分析典型目标的的拓扑结构及构建参数化描述方法，得出了典型目标的分解基元为四棱柱和三棱柱的结论。之后对目标DSM数据进行处理，通过底面和顶面的分解得到顶面分解结果，并通过顶面特征来构建四棱柱、三棱柱基元模型，最后通过基元拓扑来将构建的基元模型重构为目标三维立体模型。实验结果表明该方法相比于传统方法大大提高了目标立体构建结果的精度，并且

5、能够提供多种目标参数，具有极大的可塑性及广泛的应用性。论文首先分析了典型目标的实际构型，并将典型目标进行参数化描述，得到典型目标的共同基元。再将典型目标的共同基元进行参数化描述，得出目标的基元分解流程与方法。然后对目标DSM数据进行处理，首先利用矩形约束的方法将目标分解为若干矩形模块，之后利用改进的RANSAC算法对每个矩形模块的顶面DSM数据进行分解，得到面片基元。再利用AlphaShape算法和直线修正算法得到面片基元的顶点坐标，并通过坐标构建基元的立体模型。最后利用顶面拓扑和底面约束的基元拓扑方式，来对目标三维立体模型进行重构，得到最终的模型构建结果

6、。通过与现在较为成熟的基于直线约束的目标立体构建结果相比，本论文所提供的方法具有更高的精度和更好的效果，具有较大的进步性。关键词：典型目标；顶面分解；基元构建；基元拓扑；立体重构-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofremotesensingtechnologyandtheincreasingdemand,thesimple2Dopticalimageisgettingmoreandmoredifficulttomeettheneedsatpresent.Inthissituation,the3Dcon

7、structiontechnologyforawiderangeofscenariosarisesgethighlydevelopment.Thetechnologybasedonsingleanddoubleormoreimagescanbeobtainedtobuildthe3Dmodelandanalyzedtheresultofthethree-dimensionalconstructionoftheregion.Butthe3Dmodelofspecificobjectofthetraditionalthree-dimensionalbuildr

8、esultsinlargescalesceneisinlowacc