航空影像多直角多层次房屋的半自动提取

【类型】学位论文

【作者】程曦冉 

【关键词】 多直角 多层次 模板匹配 共面 Hough变换

【摘要】在数字摄影测量领域里，建筑物的提取是一个非常关键的问题， 但囿于计算机视觉和图像理解的缓慢发展，提取受到极大的限制。一直以来，建筑物提取所使用的传统方法是基于人工识别和计算机精确定位的模型驱动方法， 事实证明了该方法在一定程度上的有效性。到目前为止， 较好质量影像上的简单的矩形房屋， 人字形房屋均能准确的提取。但是， 复杂的房屋很难准确的提取出来。而实际生活中， 复杂的房屋却是相当普遍的， 如果对所有类型的房屋采用同一种策略， 准确提取相当困难，几乎是不可能的。那么对于不同的房屋采取不同的提取方法才确为良策。 本文针对复杂房屋的两种----多直角的多边形房屋及多层次的多边形房屋提出了一种半自动的提取方法。这两种房屋均有自身的特点，为半自动提取提供了有效的信息。 多直角的多边形房屋，房屋屋顶边缘在物方空间同高、相邻边正交，可以对准确提取房屋给予适当地限制条件。利用优化Hough变换及多种几何约束条件，减弱或者消除影像上由于高层房屋的遮挡、太阳辐射角度、房屋阳台等等造成的边缘的歧义，再利用最小二乘原理，采用带约束条件的间接平差对房屋精确定位，获取房屋的地面坐标。 对于多层次房屋，首先利用上述方法提取高层局部房屋，然后提取低层局部房屋。公共边不再处理，只是控制低层房屋的提取。而低层房屋根据其与高层房屋的衔接方式不同，衔接边上的角点的地面坐标参加平差的方式也随着改变。多层次房屋的衔接方式有角点衔接和边缘衔接两种。根据房屋不同的衔接方式，采用不同的限制条件、误差方程。对于边缘衔接的情况，衔接点的地面坐标均作为未知数参加平差解算，在平面图中，衔接点落在衔接边上。对于角点衔接的情况，衔接角点也是高层局部房屋的角点，其地面坐标中的平面坐标已知，但高程要作为未知数参加平差解算。在平面图中，和相应的高层局部房屋的角点吻合。该方法达到了高层局部房屋对低层局部房屋的引导、控制及保持高低层局部房屋的整体性的目的。 本文在以往简单房屋提取研究的基础上优化已有的算法，提出了多直角的多边形房屋以及多层次的多边形房屋提取的解决方案，通过试验证明，此方案具有很强的可行性，但对于更为复杂的房屋还有待进一步的研究。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】武汉大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】张剑清

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