[發明專利]一種基于多視角衛星影像精細三維建模方法及系統

有效

• 申請號: 202111445503.6
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114241125B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 李傳廣
• 申請（專利權）人: 感知天下（北京）信息科技有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于多視角衛星影像精細三維重建方法及系統，所述方法包括：進行多視角衛星影像的連接點快速匹配；進行多視角影像光束法區域網平差；在完成區域網平差之后獲取該分塊格網的信息點云；利用獲取的點云，進行點云曲面重建；對構建的曲面進行紋理貼圖。本方法考慮到了紋理像素色彩過渡自然，通過加權和圖像融合，在消除紋理縫隙的同時保證紋理圖像清晰度。

技術領域

本發明涉及遙感領域，特別地，涉及遙感影像三維建模領域。

背景技術

精細的三維模型兼具影像產品表達信息直觀、形象的特性以及地形圖的三維可量測等特點，被廣泛應用于智慧城市、實景導航、古建文物保護、軍事應用等多個領域。同時三維模型是實景中國建設的重要內容。目前，主要利用航空無人機傾斜攝影的方式進行三維建模，但是該建模方式效率低，航空攝影的方式因為空域限制且不能獲得境外地區的三維模型，不能滿足大規模三維建模的應用需求。

為此急需一種能夠解決上述技術問題的滿足大規模三維建模的應用需求的三維建模方法的技術方案。

發明內容

為此，發明了一種利用多視角衛星影像三維重建方法及系統，該方法能夠精確、自動、快速地完成目標區域精細的三維模型，該方法可以實現大面積、大范圍地區的快速精細化三維建模，大幅度提高建模處理效率，且能夠完成對境外感興趣目標區域的三維重建。

本發明實施例提供了一種基于多視角衛星影像精細三維重建方法：

步驟1、進行多視角衛星影像的連接點快速匹配；

步驟2、進行多視角影像光束法區域網平差；

步驟3、在完成區域網平差之后，根據影像的定向參數生成每一幅影像的核線影像，鑒于衛星影像一般較大，為了加快匹配速度，對影像進行分塊處理，并采用金字塔的搜索策略；其中，影像分塊可以根據影像及其空三參數，獲取整個測區的高程范圍，并按照高程范圍對測區進行劃分，得到整個測區的分塊格網；隨后針對每個分塊格網進行并行運算處理，加速獲取該分塊格網的信息點云；金字塔約束主要是利用金字塔傳遞性對每層金字塔影像搜索范圍進行動態設定，以減小搜索范圍，加快匹配速度的同時保證匹配的正確性；然后分別對每個物方點做基于互相關信息的立體匹配，從而得到多張影像視差圖，然后基于正射投影進行視差圖融合，利用多片影像形成多余觀測，來剔除遮擋區域的誤匹配的點，獲取目標區影像的融合后的視差圖，快速提取目標區空間物體的高精度匹配點云；

步驟4、利用獲取的點云，進行點云曲面重建；首先對輸入點進行濾波和簡化，然后建立點集的Delaunay三角剖分，三角形的半徑R是通過頂點且不包含采樣點的最小球體的半徑，這個三角形有三條邊界邊，是初始的三角剖分曲面，它的邊界是前進鋒；最小半徑的Delaunay三角形是貪婪算法的起點，該方法要保持候選三角形的優先隊列，即當前曲面邊界邊上的三角形的有效性；當優先隊列不為空時，算法從隊列中彈出最合理的候選三角形并將其添加到曲面中；當新的邊界邊出現在前進的前沿時，新的候選三角形被推送到優先隊列中；在二維光滑曲線重建的情況下，半徑是一個很好的準則，而三維曲面重建還需要另一個準則，即曲面上三角形之間的二面角，即三角形法線之間的夾角；

候選三角形的選擇步驟如下，任何被認為是下一個潛在候選的三角形t都與當前重建的前端共享一條邊e；設b是t與e相對的頂點；t加在曲面上有四種類型；

第一種：延伸，如果b沒有在表面上，則以b為新頂點，添加多邊形；

第二種：如果b在前面，并且b前面的兩個相鄰頂點都在邊e上，則填充孔多邊形；

第三種：耳朵填充，如果b在前面，b前面的一個相鄰頂點在邊e上，則進行耳朵填充；

第四種：粘合，如果b在前面，而b前面的相鄰頂點沒有在邊e上，則以b為頂點，e為一條邊，添加新多邊形；

步驟5、對構建的曲面進行紋理貼圖；