针对月球南极光照暗弱、阴影区域众多、月面形貌要素单一弱纹理,给影像立体匹配和三维地形重建带来极大挑战和困难的问题,提出了一种可信度引导的高效立体匹配算法(Efficient Confidence-guided Stereo Matching,ECSM),通过评估非支撑...针对月球南极光照暗弱、阴影区域众多、月面形貌要素单一弱纹理,给影像立体匹配和三维地形重建带来极大挑战和困难的问题,提出了一种可信度引导的高效立体匹配算法(Efficient Confidence-guided Stereo Matching,ECSM),通过评估非支撑点的可信度来更新支撑点点集,构建三角网并利用三角形顶点的可信度重新估算其内部视差,提高匹配精度和效率。在此基础上,构建了月面摄影测量三维地形重建方法,并采用月球勘测轨道器(Lunar Reconnaissance Orbiter,LRO)窄角相机高分辨率影像数据,开展月球南极沙克尔顿(Shackleton)坑缘区域地形重建的验证实验。比较分析不同立体匹配算法生成的视差图和数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),结果表明:所提出的算法在处理月面弱纹理和重复纹理区域影像方面具有可靠性。将生成的DEM与德国宇航中心(Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt,DLR)制作的同区域DEM以及美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)的月球轨道激光高度计DEM(LDEM)进行对比分析,高程和坡度信息方面都表现出较高的一致性,验证了该方法的可行性和有效性,为月球南极探测着陆区选择提供可靠的数据方法基础。展开更多
以一大型滑坡地形为工程实例,利用Sirius Pro 5.0无人机对整个滑坡区域及影响范围进行影像采集,并进行图像快速较正、拼接、成像,获得了滑坡区高分辨率数字正射影像(DOM)、数字高程模型(DEM),采用Arcgis内置模块对该滑坡地形进行了三维...以一大型滑坡地形为工程实例,利用Sirius Pro 5.0无人机对整个滑坡区域及影响范围进行影像采集,并进行图像快速较正、拼接、成像,获得了滑坡区高分辨率数字正射影像(DOM)、数字高程模型(DEM),采用Arcgis内置模块对该滑坡地形进行了三维重建,为进一步滑坡区的深入研究提供基础资料支撑。展开更多
如何使用少量的地形特征复原地形地貌一直为地学领域的难题。本文使用开源数据集提取地形特征要素,使用地形特征要素作为约束条件构建了用于生成DEM的条件生成对抗网络(Conditional Generative Adversarial Networks,CGAN),设计了基于开...如何使用少量的地形特征复原地形地貌一直为地学领域的难题。本文使用开源数据集提取地形特征要素,使用地形特征要素作为约束条件构建了用于生成DEM的条件生成对抗网络(Conditional Generative Adversarial Networks,CGAN),设计了基于开源DEM、开源DEM与遥感影像组合、以及5m高精度DEM提取地形特征要素生成DEM的对比实验,并对结果进行视觉效果、相关性分析以及地形因子的对比与评价。结果表明:(1)在视觉效果上,3种不同方式生成的DEM在视觉效果上均十分逼近原始5 m DEM,都远好于传统插值方法生成DEM,基于开源12.5m DEM提取要素和1m遥感影像的重建效果最接近于原始5 m DEM;(2)在相关性上,三种不同方式生成的DEM与原始5m DEM相关性均能达到0.75以上,组合开源数据提取要素重建DEM与原始5 m DEM相关性可达到0.85以上;(3)在地形因子方面,基于开源12.5 m DEM和1 m遥感影像提取要素重建DEM的坡度和坡向的分布趋势与原始5 m DEM最为一致。本文为高精度DEM建模提供了新的思路,在高精度DEM难以获取的区域,可以利用开源数据集和条件生成对抗网络进行高精度地形建模,从而进行地学分析和地理模拟等。展开更多
基于影像的三维重建技术是获取地形数据的新方法,其重建效果很大程度上取决于影像的特征检测方式。为探究不同特征检测方法对地形三维重建的影响,本文选取SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)和ORB(Oriented FAST and Rotated BRI...基于影像的三维重建技术是获取地形数据的新方法,其重建效果很大程度上取决于影像的特征检测方式。为探究不同特征检测方法对地形三维重建的影响,本文选取SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)和ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)特征检测算法,采用增量式运动恢复结构(Structure from Motion,SfM)、多视角密集匹配(Clustering Views for/Patch-based Multi-view Stereo,CMVS/PMVS)、自然邻域插值等方法生成区域地形点云和数字表面模型(Digital Surface Model,DSM),比较分析二者在地形重建中的适用性,结果表明:SIFT生成点云分布均匀,DSM的MRE为2.56%,RMSE为6.36 m,适用于全局的地形三维重建;ORB重建速度快,生成DSM的MRE为2.35%,RMSE为5.17 m,适用于快速的地形三维重建。展开更多
文摘针对月球南极光照暗弱、阴影区域众多、月面形貌要素单一弱纹理,给影像立体匹配和三维地形重建带来极大挑战和困难的问题,提出了一种可信度引导的高效立体匹配算法(Efficient Confidence-guided Stereo Matching,ECSM),通过评估非支撑点的可信度来更新支撑点点集,构建三角网并利用三角形顶点的可信度重新估算其内部视差,提高匹配精度和效率。在此基础上,构建了月面摄影测量三维地形重建方法,并采用月球勘测轨道器(Lunar Reconnaissance Orbiter,LRO)窄角相机高分辨率影像数据,开展月球南极沙克尔顿(Shackleton)坑缘区域地形重建的验证实验。比较分析不同立体匹配算法生成的视差图和数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),结果表明:所提出的算法在处理月面弱纹理和重复纹理区域影像方面具有可靠性。将生成的DEM与德国宇航中心(Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt,DLR)制作的同区域DEM以及美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)的月球轨道激光高度计DEM(LDEM)进行对比分析,高程和坡度信息方面都表现出较高的一致性,验证了该方法的可行性和有效性,为月球南极探测着陆区选择提供可靠的数据方法基础。
文摘以一大型滑坡地形为工程实例,利用Sirius Pro 5.0无人机对整个滑坡区域及影响范围进行影像采集,并进行图像快速较正、拼接、成像,获得了滑坡区高分辨率数字正射影像(DOM)、数字高程模型(DEM),采用Arcgis内置模块对该滑坡地形进行了三维重建,为进一步滑坡区的深入研究提供基础资料支撑。
文摘如何使用少量的地形特征复原地形地貌一直为地学领域的难题。本文使用开源数据集提取地形特征要素,使用地形特征要素作为约束条件构建了用于生成DEM的条件生成对抗网络(Conditional Generative Adversarial Networks,CGAN),设计了基于开源DEM、开源DEM与遥感影像组合、以及5m高精度DEM提取地形特征要素生成DEM的对比实验,并对结果进行视觉效果、相关性分析以及地形因子的对比与评价。结果表明:(1)在视觉效果上,3种不同方式生成的DEM在视觉效果上均十分逼近原始5 m DEM,都远好于传统插值方法生成DEM,基于开源12.5m DEM提取要素和1m遥感影像的重建效果最接近于原始5 m DEM;(2)在相关性上,三种不同方式生成的DEM与原始5m DEM相关性均能达到0.75以上,组合开源数据提取要素重建DEM与原始5 m DEM相关性可达到0.85以上;(3)在地形因子方面,基于开源12.5 m DEM和1 m遥感影像提取要素重建DEM的坡度和坡向的分布趋势与原始5 m DEM最为一致。本文为高精度DEM建模提供了新的思路,在高精度DEM难以获取的区域,可以利用开源数据集和条件生成对抗网络进行高精度地形建模,从而进行地学分析和地理模拟等。
