Войти
Сбор и реконструкция 3D-данных создание трехмерных или пространственно-временных моделей из данных датчиков. Эти методы и теории, вообще говоря, работают с большинством или всеми типами датчиков, включая оптические, акустические, лазерные, радарные, тепловые, сейсмические.
Сбор данных может происходить множеством методов, включая двухмерные изображения, полученные данные датчиков и датчики на месте.
Сбор данных 3D и реконструкция объекта могут выполняться с использованием пар стереоизображений. Стереофотограмметрия или фотограмметрия, основанная на блоке перекрывающихся изображений, является основным подходом к 3D-картированию и реконструкции объектов с использованием 2D-изображений. Фотограмметрия ближнего действия также достигла уровня, когда камеры или цифровые камеры могут использоваться для захвата изображений объектов, например зданий, и их реконструкции с использованием той же теории, что и аэрофотограмметрия. Пример программного обеспечения, которое может это сделать: Vexcel 5. Это программное обеспечение было заменено на Vexcel. Другая аналогичная программа - Microsoft Photosynth.
Полуавтоматический метод получения трехмерных топологически структурированных данных из двухмерных аэрофотоснимков была представлена Сиси Златановой. Процесс включает ручную оцифровку ряда точек, необходимых для автоматического восстановления трехмерных объектов. Каждый реконструированный объект подтверждается наложением его каркасной графики на стереомодель. Топологически структурированные 3D-данные хранятся в базе данных и также используются для визуализации объектов. Известное программное обеспечение, используемое для сбора 3D-данных с использованием 2D-изображений, включает, например, Agisoft Photoscan, RealityCapture и ENSAIS Engineering College TIPHON (Traitement d'Image et PHOtogrammétrie Numérique).
Метод полуавтоматического извлечения зданий вместе с концепцией для хранения моделей зданий рядом с ландшафтом и другими топографическими данными в топографической информационной системе была разработана Францем Роттенштайнером. Его подход был основан на интеграции оценок параметров здания в процесс фотограмметрии с применением схемы гибридного моделирования. Здания разбиваются на набор простых примитивов, которые реконструируются индивидуально, а затем объединяются логическими операторами. Внутренняя структура данных как примитивов, так и составных моделей зданий основана на методах представления границ
В подходе Цзэна к реконструкции поверхности из нескольких изображений используются несколько изображений. Основная идея состоит в том, чтобы изучить возможность интеграции как 3D-стереоданных, так и 2D-калиброванных изображений. Этот подход мотивирован тем фактом, что в космосе восстанавливаются только надежные и точные характерные точки, которые пережили изучение геометрии нескольких изображений. Недостаточная плотность и неизбежные пробелы в стереоданных следует затем заполнить, используя информацию из нескольких изображений. Таким образом, идея состоит в том, чтобы сначала построить небольшие участки поверхности из стерео точек, а затем постепенно распространять только надежные участки в их окрестности от изображений на всю поверхность, используя стратегию лучшего первого. Таким образом, проблема сводится к поиску оптимального участка локальной поверхности, проходящего через заданный набор стерео точек из изображений.
Мультиспектральные изображения также используются для обнаружения трехмерных зданий. В процессе используются данные о первом и последнем пульсе и нормализованный разностный индекс растительности.
Также используются новые методы измерения для получения измерений объектов и между ними на отдельных изображениях с использованием проекции или тени. как их сочетание. Эта технология привлекает внимание благодаря быстрому времени обработки и гораздо более низкой стоимости, чем стереоизмерения.
Полуавтоматическое извлечение здания из данных LIDAR и изображений с высоким разрешением также возможность. Опять же, этот подход позволяет моделировать без физического перемещения к месту или объекту. На основе данных LIDAR с воздуха может быть сгенерирована цифровая модель поверхности (DSM), а затем объекты, расположенные выше земли, автоматически обнаруживаются с помощью DSM. На основе общих знаний о зданиях, затем используются геометрические характеристики, такие как размер, высота и форма, для отделения зданий от других объектов. Затем извлеченные контуры зданий упрощаются с использованием ортогонального алгоритма для получения лучшего картографического качества. Анализ водоразделов может быть проведен для выделения линий гребней крыш зданий. Линии гребней, а также информация об уклонах используются для классификации зданий по типам. Затем здания реконструируются с использованием трех параметрических моделей зданий (плоских, остроконечных, шатровых).
ЛИДАР и другие технологии наземного лазерного сканирования предлагают самый быстрый и автоматизированный способ собирать информацию о высоте или расстоянии. ЛИДАР или лазер для измерения высоты зданий становится очень перспективным. Коммерческое применение как бортовых лидаров, так и технологий наземного лазерного сканирования доказало свою эффективность в качестве быстрых и точных методов определения высоты зданий. Задача извлечения здания необходима для определения местоположения зданий, высоты земли, ориентации, размера здания, высоты крыш и т. Д. Большинство зданий достаточно подробно описаны в терминах общих многогранников, т. Е. Их границы могут быть представлены набором плоских поверхностей. и прямые. Дальнейшая обработка, такая как отображение контуров зданий в виде полигонов, используется для хранения данных в базах данных ГИС.
Используя лазерное сканирование и изображения, сделанные с уровня земли и с высоты птичьего полета, Фрух и Захор представляют подход к автоматическому созданию текстурированных трехмерных моделей городов. Этот подход включает регистрацию и объединение детальных моделей фасада с дополнительной воздушной моделью. В процессе моделирования с воздуха создается модель с полуметровым разрешением с видом на всю территорию с высоты птичьего полета, включая профиль местности и вершины зданий. Результатом наземного моделирования является детальная модель фасадов здания. Используя DSM, полученный в результате лазерного сканирования с воздуха, они определяют местонахождение транспортного средства и регистрируют наземные фасады в бортовой модели с помощью локализации Монте-Карло (MCL). Наконец, две модели объединяются с разным разрешением для получения трехмерной модели.
Используя бортовой лазерный альтиметр, Хаала, Бреннер и Андерс объединили данные о высоте с существующими планами зданий. Планы зданий уже были получены либо в аналоговой форме с помощью карт и планов, либо в цифровом виде в 2D ГИС. Проект был сделан для того, чтобы обеспечить автоматический сбор данных путем интеграции этих различных типов информации. Затем модели городов виртуальной реальности генерируются в проекте путем обработки текстур, например картографированием наземных изображений. Проект продемонстрировал возможность быстрого приобретения 3D городской ГИС. Подтвержденные планы местности - еще один очень важный источник информации для трехмерной реконструкции здания. По сравнению с результатами автоматических процедур, эти планы местности оказались более надежными, поскольку они содержат агрегированную информацию, которая была сделана явной в результате интерпретации человеком. По этой причине планы земли могут значительно снизить затраты на реконструкцию. Примером существующих данных земельного плана, которые можно использовать при реконструкции здания, является Цифровая кадастровая карта, которая предоставляет информацию о распределении собственности, включая границы всех сельскохозяйственных территорий и планы местности существующих зданий. Дополнительная информация в виде названий улиц и использования зданий (например, гаража, жилого дома, офисного здания, промышленного здания, церкви) предоставляется в виде текстовых символов. В настоящее время Цифровая кадастровая карта создана как база данных, охватывающая территорию, в основном состоящая из оцифрованных ранее существовавших карт или планов.
Программное обеспечение, используемое для воздушного лазерного сканирования, включает OPALS (Ориентация и обработка данных воздушного лазерного сканирования).
После сбора данных полученные (а иногда уже обработанные) данные с изображений или датчиков необходимо реконструироваться. Это может быть сделано в той же программе или, в некоторых случаях, трехмерные данные необходимо экспортировать и импортировать в другую программу для дальнейшего уточнения и / или добавления дополнительных данных. Такими дополнительными данными могут быть данные о местоположении GPS,... Кроме того, после реконструкции данные могут быть непосредственно внедрены в локальную (ГИС) карту или карту мира, такую как Google Планета Земля.
Используются несколько программных пакетов, в которых импортируются полученные (а иногда уже обработанные) данные с изображений или датчиков. Известные программные пакеты включают:
