[發明專利]一種面向對象的實景三維模型多層次解譯方法及系統

在審

• 申請號: 202010469870.9
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111754618A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 胡忠文;劉志剛;汪馳升;張德津;鄔國鋒;李清泉
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06K9/62;G06N20/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種面向對象的實景三維模型多層次解譯方法及系統，將待解譯實景三維模型分為地形表面部分、立體地物部分兩個層次；基于地形表面部分的正射影像，采用面向對象的影像分類方法對地形表面部分進行分類；對立體地物部分進行獨立地物單體化處理，并基于獨立地物單體的特征，采用機器學習算法對立體地物部分的分類；將地形表面部分和立體地物部分的分類結果進行整合，得到整個實景三維模型的解譯結果。本發明將實景三維模型分為兩個層次分別進行分類，降低模型解譯難度；采用面向對象的模型解譯方法，可以改善其他基于面片算法在分類過程中產生的椒鹽噪聲現象；基于幾何、紋理、光譜多維特征融合策略，提高了分類結果的準確性與魯棒性。

技術領域

本發明涉及計算機視覺與三維模型處理領域，具體涉及一種面向對象的實景三維模型多層次解譯方法及系統。

背景技術

近幾年來，隨著計算機視覺和傾斜攝影測量技術的快速發展，利用多視影像進行觀測區域的實景三維建模日臻成熟。實景三維模型能夠非常直觀的反映出地物的體狀結構、紋理特征、光譜特征等，具有比傳統的遙感影像更加豐富的數據維度，因此已經逐步應用于智慧城市、災害監測、生態保護等領域中，并且表現出巨大的潛力。

然而數據觀測維度的增加并不直接帶來可用信息的增長，雖然傾斜攝影測量的方法獲得了精細的實景三維模型，能夠直觀的展示地物的三維表面結構、紋理等信息，但是在眾多遙感應用中仍然是先將其轉換為傳統的遙感數據類型(數字表面模型(DigitalSurface Model，DSM)、數字正射影像圖(Digital Orthophoto Map，DOM))再繼續分析。

現有的技術方法多集中于建模方面，雖有一些模型分割、目標提取等相關算法提出，但這些算法主要利用了三維模型的形狀特征進行分析，未能較好的綜合應用其豐富的光譜、紋理等信息，多適用于城區等建筑幾何形狀較為規則的區域；在地物種類豐富、地物類別間區分度不高的區域，分類較為困難；另一方面再將三維模型轉換為二維影像的過程中，地物豐富的側面紋理、光譜信息會丟失絕大部分，幾何結構特征也將在轉換過程中僅剩下高程信息，數據利用率低，在地物類別復雜的情況下，錯分現象嚴重。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的對實景三維模型解譯過程中有信息丟失等現象導致分類結果效果差的缺陷，從而提供一種面向對象的實景三維模型多層次解譯方法及系統。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種面向對象的實景三維模型多層次解譯方法，包括如下步驟：將待解譯實景三維模型分為地形表面部分、立體地物部分兩個層次；

基于地形表面部分的正射影像，采用面向對象的影像分類方法對地形表面部分進行分類；

對立體地物部分進行獨立地物單體化處理，并基于獨立地物單體的特征，采用機器學習算法對立體地物部分的分類；

將地形表面部分和立體地物部分的分類結果進行整合，得到整個實景三維模型的解譯結果。

在一實施例中，利用布料模擬濾波算法將待解譯實景三維模型分為地形表面部分、立體地物部分兩個層次。

在一實施例中，基于地形表面部分的正射影像，采用面向對象的影像分類方法對地形表面部分進行分類的步驟，包括：

采用面向對象的影像解譯方法，對地形表面模型的正射影像進行分類；

獲取地形表面模型中的一個三角面片，根據其三個頂點的地理坐標，計算其內心的地理坐標，將內心在分類影像中分類結果映射回三角面片；

遍歷地形表面模型的所有三角面片，完成地形表面模型的分類，得到地形表面部分的分類結果。