多重疊航照立體對半自動房屋模型重建

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姓名

王冠華(Guam-Hua Wang) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

多重疊航照立體對半自動房屋模型重建
(Semi-Automatic Building Reconstruction from Multi-Overlapping Aerial Images)

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摘要(中)

本研究以半自動的方式為目標，進行航空照片中建物三維模型之重建。其方法是利用數位航空照片進行建物的輪廓萃取，首先以人工點選建物之近似位置據以進行局部的線性特徵物萃取，再搭配特徵線段匹配，即可前方交會獲得三維線段，進而重建房屋三維模型。本文提出之處理流程如下：
1、兩張以上之航照重疊影像，建構相對方位並以立體觀測方式，輔以人工近似粗略估計航照重疊影像中房屋之位置，即時的展示所投射到其他重疊影像之位置。
2、粗估房屋高度並投射到其他重疊影像上，得到近似量測之線段端點。將各航照重疊影像上預估之線段，進行局部的線性特徵物萃取，以得到更精確之線段
3、即時局部線性特徵物萃取之結果，使用特徵線匹配，確認共軛的線段。
4、將確認共軛的線段以空間前方交會求得在物空間的座標並建立房屋模型。
結果顯示，本文所提出之方法，以半自動的方式對於房屋邊界明顯，且建物邊界之高程為連續之房屋三維模型重建提供一可行方案。

摘要(英)

This investigation utilizes a semi-automated strategy to extract outlines for buildings from aerial images. First, we perform manual operation to locate the rough position for building corners in an image to obtain the approximate coordinates. Subsequently, accurate coordinates of those buildings may be reached by the proposed scheme. The procedures of the proposed scheme are described as follows.
1.The orientation parameters of the images are derived first. Then, rough initial locations for approximate building corners in the object space are given manually. The initial edges of those buildings are then projected to the image space.
2.We provide the approximate height of each building, then project to the overlapping aerial images. The predicted line segments for building outlines are then used to perform the feature detection.
3.An image matching procedure is applied for those conjugate line segments.
4.After performing space intersection, we calculate the 3-D line segments for buildings. The building model is, thus, generated.
For reconstructing 3D model of buildings, the results show that the procedure we proposed is applicable for those buildings with good edge features.

關鍵字(中)

★ 房屋模型重建
★ 輪郭萃取
★ 線性特徵物萃取

關鍵字(英)

★ Building Reconstruction
★ Building Outlines Extract
★ Feature Detection

論文目次

圖目錄 III
表目錄 VII
摘要 VIII
ABSTRACT IX
第一章緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 文獻回顧 2
1-3 研究方法與流程 6
1-4 論文架構 8
第二章人工概略辨識屋角點與區域直線偵測 9
2-1、數位化航照重疊影像方位求解 10
2-2、人工概略判識屋角點 11
2-3、預估初始位置 11
2-4、區域影像直線偵測 12
2-4-1、濾除雜訊 13
2-4-2、建立梯度強度影像 14
2-4-3、細化及線追縱處理 15
2-4-4、Hough轉換偵測直線 16
第三章影像匹配 19
3-1 線段切割 21
3-2 核線幾何約制 24
3-3 檢核灰度值一致性 26
第四章人工建物之三維模型重建 28
4-1 多重疊影像之空間前方交會 28
4-2 房屋模型重建 28
第五章實驗與成果 32
5-1 實驗資料簡介 32
5-2 實驗流程中各門檻值討論 35
5-3 測試成果 37
5-3-1 測試例1：平頂房屋 37
5-3-2 測試例2：斜頂房屋（1） 47
5-3-3 測試例3：斜頂房屋（2） 55
5-3-4 測試區4：屋頂有遮蔽之建物 64
5-3-4 測試區5：屋頂有女兒牆之建物 72
5-3-5 測試成果摘述 79
第六章結論與建議 82
參考文獻 84

參考文獻

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指導教授

陳良健(Liang-Chien Chen)

審核日期

2003-7-10

推文