LiDAR数据与正射影像结合的三维屋顶模型重建方法

程亮; 李满春; 龚健雅; 单杰

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LiDAR数据与正射影像结合的三维屋顶模型重建方法

程亮, 李满春, 龚健雅, 单杰

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程亮, 李满春, 龚健雅, 单杰. LiDAR数据与正射影像结合的三维屋顶模型重建方法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(2): 208-211,216.

引用本文:

程亮, 李满春, 龚健雅, 单杰. LiDAR数据与正射影像结合的三维屋顶模型重建方法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(2): 208-211,216.

CHENG Liang, LI Manchun, GONG Jianya, SHAN Jie. 3D Reconstruction of Building Rooftops from LiDAR Data and Orthophoto[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2013, 38(2): 208-211,216.

Citation:

CHENG Liang, LI Manchun, GONG Jianya, SHAN Jie. 3D Reconstruction of Building Rooftops from LiDAR Data and Orthophoto[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2013, 38(2): 208-211,216.

LiDAR数据与正射影像结合的三维屋顶模型重建方法

1 江苏省地理信息技术重点实验室, 南京大学, 南京市汉口路22号, 210093;
2 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 武汉市珞喻路129号, 430079;
3 武汉大学遥感信息工程学院, 武汉市珞喻路129号, 430079;
4 美国普渡大学土木工程学院, 印第安纳州, 美国

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41001238);国家973计划资助项目(2012CB719904);国家科技支撑资助项目(2012BAH28B02)

详细信息

作者简介:
程亮,博士,副教授。研究方向为激光雷达遥感及其地学应用。E-mail:lcheng@nju.edu.cn

中图分类号: P237

3D Reconstruction of Building Rooftops from LiDAR Data and Orthophoto

1 Jiangsu Provincial Key Laboratory of Geographic Information Science and Technology, Nanjing University, 22 Hankou Road, Nanjing 210093, China;
2 State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying, Mapping and Remote Sensing, Wuhan University, 129 Luoyu Road, Wuhan 430079, China;
3 School of Remote Sensing and Information Engineering, Wuhan University, 129 Luoyu Road, Wuhan 430079, China;
4 School of Civil Engineering, Purdue University, Indiana, USA

摘要: 为提高三维屋顶模型重建的准确性与定位精度,本文集成机载LiDAR数据与正射影像,以"屋顶面片提取-屋脊线生成-三维屋顶重建"为框架,提出了三角形簇和三角形动态传播相结合的屋顶面片提取策略。基于LiDAR数据和影像的屋脊线精确提取算法,有效挖掘影像高分辨率特性和LiDAR数据高程点云特性的互补优势,实验证明了算法的优越性。
- 三维重建 /
- 屋顶模型 /
- LiDAR /
- 正射影像
Abstract: A method to reconstruct 3D building rooftops by the integration of LiDAR data and orthophoto is proposed.It consists of three main steps:rooftop patch extraction,rooftop line determination and 3D rooftop model reconstruction.Two new algorithms are proposed:a method on rooftop patch detection by integrating triangle clusters and dynamic triangle propagation;an algorithm based on LiDAR data and imagery for precise rooftop line extraction.The results demonstrate that complex building rooftops can be reconstructed well by proposed method.For the reconstructed 3D rooftop models in test area 1 and 2,the correctness are 86%,90%,respectively;the completeness are 85%,88%,respectively;the geoposition accuracy are 0.39 m,0.31 m,respectively.
- 3D reconstruction /
- building rooftop /
- LiDAR /
- orthophoto

[1]	张春森, 张梦辉, 郭丙轩, 彭哲. 影像三维重建的网格自适应快速优化 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2020, 45(3): 411-418. doi: 10.13203/j.whugis20190161
[2]	文学东, 陈为民, 谢洪, 闫利. 一种融合多源特征的建筑物三维模型重建方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2019, 44(5): 731-736, 764. doi: 10.13203/j.whugis20180320
[3]	盛庆红, 张斌, 肖晖, 陈姝文, 王青, 柳建峰. 直线簇约束下的地面LiDAR点云配准方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2018, 43(3): 406-412. doi: 10.13203/j.whugis20150292
[4]	于彩霞, 王家耀, 黄文骞, 许坚. 基于LiDAR点云提取海岸线的二值图像化改进方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2017, 42(7): 897-903. doi: 10.13203/j.whugis20150103
[5]	李德仁, 肖雄武, 郭丙轩, 江万寿, 时月茹. 倾斜影像自动空三及其在城市真三维模型重建中的应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2016, 41(6): 711-721. doi: 10.13203/j.whugis20160099
[6]	许志华, 吴立新, 刘军, 沈永林, 李发帅, 王然. 顾及影像拓扑的SfM算法改进及其在灾场三维重建中的应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(5): 599-606. doi: 10.13203/j.whugis20130444
[7]	孙杰, 赖祖龙. 利用随机森林的城区机载LiDAR数据特征选择与分类 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2014, 39(11): 1310-1313.
[8]	姚国标, 邓喀中, 艾海滨, 杜全叶. 倾斜立体影像自动准稠密匹配与三维重建算法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2014, 39(7): 843-849.
[9]	吴军, 李伟, 彭智勇, 刘荣, 唐敏. 融合形态学灰度重建与三角网分层加密的LiDAR点云滤波 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2014, 39(11): 1298-1303.
[10]	高广, 马洪超, 张良. 利用合成算法从LiDAR数据提取屋顶面 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2014, 39(10): 1225-1230.
[11]	王永波, 杨化超, 刘燕华, 牛晓楠. 线状特征约束下基于四元数描述的LiDAR点云配准方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(9): 1057-1062.
[12]	钟良, 马洪超, 管海燕, 刘鹏飞. 利用安置角检校进行机载LiDAR点云数据与同步影像快速配准 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(9): 1035-1038.
[13]	隋立春, 张熠斌, 张硕, 陈卫. 基于渐进三角网的机载LiDAR点云数据滤波 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(10): 1159-1163.
[14]	孙杰, 马洪超, 钟良. 利用LiDAR点云的真正射影像遮蔽检测 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(8): 948-951.
[15]	孙杰, 马洪超, 汤璇. 机载LiDAR正射影像镶嵌线智能优化研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(3): 325-328.
[16]	王宗跃, 马洪超, 彭检贵, 高广. 基于LiDAR数据生成光滑等高线 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(11): 1318-1321.
[17]	张永军, 吴磊, 林立文, 赵家平. 基于LiDAR数据和航空影像的水体自动提取 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(8): 936-940.
[18]	钟成, 李卉, 黄先锋, 李德仁. 利用6元组松弛法自动配准LiDAR数据与航空影像 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(12): 1426-1430.
[19]	曾齐红, 毛建华, 李先华, 刘学锋. 建筑物LiDAR点云的屋顶边界提取 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(4): 383-386.
[20]	邵振峰, 李德仁, 程起敏. 基于航空立体影像对的复杂房屋三维拓扑重建 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2004, 29(11): 999-1003.

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LiDAR数据与正射影像结合的三维屋顶模型重建方法

1 江苏省地理信息技术重点实验室, 南京大学, 南京市汉口路22号, 210093;

2 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 武汉市珞喻路129号, 430079;

3 武汉大学遥感信息工程学院, 武汉市珞喻路129号, 430079;

4 美国普渡大学土木工程学院, 印第安纳州, 美国

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41001238);国家973计划资助项目(2012CB719904);国家科技支撑资助项目(2012BAH28B02)

作者简介:
程亮,博士,副教授。研究方向为激光雷达遥感及其地学应用。E-mail:lcheng@nju.edu.cn

收稿日期: 2012-12-05
刊出日期: 2013-02-05

中图分类号: P237

关键词:

三维重建 /

屋顶模型 /

LiDAR /

正射影像

摘要: 为提高三维屋顶模型重建的准确性与定位精度,本文集成机载LiDAR数据与正射影像,以"屋顶面片提取-屋脊线生成-三维屋顶重建"为框架,提出了三角形簇和三角形动态传播相结合的屋顶面片提取策略。基于LiDAR数据和影像的屋脊线精确提取算法,有效挖掘影像高分辨率特性和LiDAR数据高程点云特性的互补优势,实验证明了算法的优越性。