基于多信息源的三维地图生成

  【摘要】:三维电子地图是对抱负世界依照必然比例停止的三维模拟和笼统刻画。它以真切的三维地形、地物替换了笼统的二维地图符号,使地图学实际从纯真的地图传输实际、地图言语实际及地图认知实际改变成在三维虚拟天文情况中停止天文认知、空间天文剖析应用的实际研究。

  三维电子地图研究的中间后果包罗地图数据获得、地图数据结构、地图三维可视化及三维地图空间剖析。个中,三维电子地图数据的获得方法是地图研究的条件,主要有人工收集、机载或航拍等获得方法,并应用三维建模软件对收集的数据停止人工建模,将各个孤立的三维模型集成到一个三维地图系统中。此类方法破费人工量大年夜、制作周期长且地图信息不容易更新,分歧获得方法掉掉落的数据格局多种多样,使三维地图的数据融合、存储、表达及对三维对象间宏大年夜的拓扑关系的描述艰苦重重。

  本文应用基于三维地形和三维地物的三维模型,提出了基于多信息源的三维地图主动生成方法。多信息源主要包罗航天飞机雷达地形测绘(Shuttle Radar Topography Mission,SRTM)数据、多光谱的高分辨率城市遥感图象和二维线划地图。本文设计了一种基于全局阈值的多级分水岭变换(Multi-stage Watershed Transform based on Global Threshold,MWTGT)联系算法,该算法能处理遥感图象和线划地图图象等多种数据源,为修建物三维重建供给充分的数据准备。

  本文的主要研究任务包罗:研究基于遥感图象数据的三维地形建模,把SRTM数据转化为PNG格局的灰度高度图,用于地形的生成;研究若何有效地对高分辨率遥感图象和二维线划地图图象停止联系,对传统的快速分水岭算法停止改良;研究若何从形状学边沿中拣选共线点,和若何取得规矩且与实践修建物轮廓吻合的修建物底部多边形边沿;研究三维地图的几何、材质和纹理信息的存储方法,保证有效保管生成的地图信息;研究若何生成包罗地形和修建物的三维地图场景及若何完成三维翱翔功用;研究若何更好的完成用户对三维地图的特点化编辑。

  本文的主要任务和研究后果包罗:

  (1)设计完成了一套基于多信息源的三维地图主动生成系统。系统包罗三维地形建模、修建物轮廓提取和建模、地图衬着、地图翱翔和地图编辑五大年夜模块,经过SRTM地形数据、多光谱高分辨率城市遥感图象或二维线划地图图象等多信息源数据获得地形、修建物信息,应用面向对象图形衬着引擎(Object-oriented Graphics Rendering Engine,Ogre)和Qt界面设计框架对这些数据停止衬着,掉掉落可以三维翱翔和可编辑的三维地图。

  (2)应用中值滤波和形状学算子对高分辨率遥感图象和二维线划地图图象作去噪和求取梯度等预处理操作,对传统分水岭算法停止了改良,掉掉落了一种MWTGT算法,并用此算法对预处理结果停止联系,为前期的区域吞并和边沿提取供给了数据基础。