[發明專利]一種用于水文監測的三維實景建模方法

在審

• 申請號: 201811601368.8
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109816790A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 聶銀波;閆冬;劉昊霖
• 申請（專利權）人: 江蘇嘉禾環境科技有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T19/20;G06T7/33;G06T3/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于水文監測的三維實景建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，以水文站為中心在空中對水文站及其周邊環境進行空中全景圖像拍攝，采集范圍根據水文站及其周邊的地理信息確定；

步驟2，選定像控點并采集像控點坐標，像控點包括地標點和特征點，地標點的坐標為地標的中心點，特征點的坐標為地物特征點，并對采集的像控點坐標進行精度評定；

步驟3，對像控點進行刺點，利用多視影像密集匹配獲得的高密度點云，從而構建不同層次細節度下的三維TIN模型，在三維TIN模型構建完成后便形成了水文站及其周圍環境的TIN模型矢量結構；

步驟4，在建立的TIN模型矢量結構基礎上，利用空中全景圖像進行紋理映射，使對應紋理貼至模型表面實現三維模型建立。

2.根據權利要求1所述的用于水文監測的三維實景建模方法，其特征在于，步驟1中，空中全景圖像拍攝的具體方法為：利用無人機進行傾斜攝影，相機的上仰、下俯及水平旋轉角度，使得相鄰拍攝圖像間至少保持30％～50％的重疊度；再對拍攝的所有原始圖像進行畸變糾正處理，并提取每張原始圖像的SIFT特征，再利用k-dtree和BBF算法進行特征匹配，完成實景影像的拼接融合，再利用天空素材圖像將拼接融合后的實景影像中的天空部分補全，從而形成空中全景圖像。

3.根據權利要求1所述的用于水文監測的三維實景建模方法，其特征在于，步驟1中，采集范圍為以水文站為圓心、2-5KM為半徑的圓形區域；水文站周邊的地理信息包括水情、山地、平原、建筑以及農作物。

4.根據權利要求1所述的用于水文監測的三維實景建模方法，其特征在于，步驟2中，在進行像控點坐標采集時，需拍攝兩張像控點的照片，一張為像控點具體位置的近景圖，另一張為包含像控點周圍環境的遠景圖。

5.根據權利要求1所述的用于水文監測的三維實景建模方法，其特征在于，步驟2中，地物特征點包括建筑物拐點、墻角、道路拐點以及溝渠拐點。

6.根據權利要求1所述的用于水文監測的三維實景建模方法，其特征在于，步驟2中，對采集的像控點坐標進行精度評定的具體方法為：對像控點坐標進行初次采集；再對坐標測量儀器進行初始化操作，再次采集該像控點坐標；將兩次采集的坐標作差，若平面誤差小于2cm，高程誤差小于3cm，則取其平均值作為最終坐標結果。

7.根據權利要求1所述的用于水文監測的三維實景建模方法，其特征在于，步驟3中，在構建不同層次細節度下的三維TIN模型時，根據地物的復雜程度調節三角網的網格密度，對地面平坦的區域進行三角網優化以降低數據的冗余度。

8.根據權利要求1所述的用于水文監測的三維實景建模方法，其特征在于，步驟4中，利用空中全景圖像進行紋理映射時，需要在影像數據源中選擇相應的影像，使三維TIN模型中各個三角面都唯一對應一張目標影像，再計算出三角面與目標影像對應區域之間的幾何關系，找到每個三角面對應的實際紋理區域，實現紋理影像與三維TIN模型的配準。

9.根據權利要求8所述的用于水文監測的三維實景建模方法，其特征在于，在影像數據源中選擇相應的紋理時，需要在影像數據源中篩選出包含三角面紋理的各個待選影像，再將各個影像的傾斜拍攝角度與三角面所在的角度方位進行比對，從待選影像中選出角度最接近的那個影像作為目標影像。