[发明专利]为感兴趣的地理区域产生有纹理图像的数字表面模型（DSM）的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及地形领域，且更明确地说，涉及用于产生地形模型的自动方法及相关系统。

背景技术

地理区域的地形模型可用于许多应用中。举例来说，地形模型可用于飞行模拟器中及用于计划军事任务。此外，举例来说，人造结构(例如，城市)的地形模型对例如蜂窝式天线放置、都市计划、灾害准备与分析及绘图的应用是非常有帮助的。

目前正使用用于制造地形模型的多种类型及方法。一个常见地形模型是数字高程地图(DEM)。DEM是地理区域的取样矩阵表示，其可由计算机以自动方式产生。在DEM中，可使坐标点与高度值对应。DEM通常用于模型化不同高程(例如，峡谷、高山等)之间的过渡一般从一者平滑至下一者的地貌。即，DEM通常将地貌模型化为多个曲面且因此“平滑”其间的任何间断。因此，在典型DEM中，地貌上不存在明显的物件。

另一方面，数字表面模型(DSM)为对地貌的基于光栅的描述，其包括地貌上的物件，例如，建筑物及植被。产生DSM的一种方法是人工或半自动再现物件，且接着通过人工“涂刷”物件或在其上叠加图像来添加纹理。虽然此方法可为感兴趣的区域提供非常逼真外貌的DSM，但是，此方法对于许多应用是非常劳动密集的且因此成本高昂。

已尝试其它方法以产生使用较自动(即，较少劳动密集)方法的有纹理DEM。在标题为“轮廓(Contours)”的电子通讯(E-Newsletter)文章(2003年9月，来自特普罗特公司(Tecplot，Inc.)，第21期(可在tecplot.com/showcase/contours/issue_21/article04.htm处获得))中概述了一种此方法。此文章论述使用Tecplot软件将纹理映射(texture mapping)应用于DEM文件。更明确地说，所述文章论述如何使用Tecplot以将单一天底图像纹理映射至DEM。

虽然此方法可为相对未开发地貌的DEM提供相当逼真的纹理，但是此方法可能不能为感兴趣的地理区域(例如，包括许多人造物件的城市)提供所要结果。此是因为建筑物、塔等具有许多不同侧，且单一天底图像可能不能充分捕获所述物件的各侧上的特征。

一个尤其有利的3D位点模型化产品为来自当前受让人哈利斯公司(Assignee HarrisCorp.)的所述位点模型化产品可用于记录感兴趣的地理区域的重叠图像，且使用立体及天底视图技术提取高分辨率DEM。位点模型化产品基于人工操作者选择物件顶点、形状等而再现建筑物(即，人造结构)的3D模型，且在DEM上的适当位置处覆盖所述模型。接着，多种类型的多边形形状可覆盖于模型化物件上，且基于模糊测试，自动选择每一多边形的具有最佳收集角度的图像作为纹理映射。

虽然位点模型化产品提供非常逼真的3D DSM，但是由于与人工界定的大市区面积的许多建筑物顶点、形状等相关联的潜在高劳动成本，此方法可能不适合于某些实施方案。即，由位点模型化产品提供的高程度细节及鲜明的物件概图可能大于某些环境中所要求的。

发明内容

鉴于前述背景，因此，本发明的目标是提供用于为感兴趣的地理区域产生有纹理图像的数字表面模型(DSM)的自动或计算机实施方法及系统。

用于为包括建筑物及地貌(即，地面及/或植被)的感兴趣的地理区域产生有纹理图像的数字表面模型(DSM)的计算机实施方法提供此及其它目标、特征及优点。所述方法可包括：使用计算机为感兴趣的地理区域产生建筑物及地貌两者的数字高程模型(DEM)；及为包括建筑物及地貌两者的感兴趣的地理区域提供包括倾斜光学图像的光学图像集合。所述方法可进一步包括使用计算机将来自所述光学图像集合的倾斜光学图像选择性地叠加在感兴趣的地理区域的建筑物及地貌两者的DEM上，且从而为包括建筑物及地貌两者的感兴趣的地理区域产生有纹理图像的DSM。

更明确地说，使用计算机选择性地叠加可包括使用计算机基于与给定位置处的每一图像相关联的相应模糊量来将所述多个光学图像选择性地叠加在DEM上。另外，使用计算机产生DEM可包括使用计算机产生符合预定位置网格的高程对位置的连续网格化数据。因而，使用计算机选择性地叠加可包括使用计算机产生对应于DEM的网格化高程对位置数据的多个多边形，及在相应多边形内选择性地叠加倾斜光学图像。