[发明专利]一种基于影像直线特征的建筑物屋顶面重建方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于影像直线特征的建筑物屋顶面重建方法和装置。所述方法通过二次筛选遥感卫星图像的初始直线段，提取建筑物的特征直线段，并利用特征直线段所构造的三角网络划分遥感卫星图像的三维点云数据，从而通过能量优化方法得到重建图像。不仅基于建筑物的特征直线段有效划分三维点云数据，还根据不同平面的最大可能空间位置重建图像，提高了建筑物屋顶面重建的精细度。

技术领域

本发明涉及影像处理领域，尤其涉及一种基于影像直线特征的建筑物屋顶面重建方法和装置。

背景技术

从遥感卫星图像自动反演地面三维建筑物的屋顶面结构是一个经典难题。由于卫星图像成像技术限制，通常无法保证足够的几何和辐射精度，以生成高精细度的屋顶面结构信息。如今，建筑物的结构趋于多样，对于一些复杂的建筑物，难以从遥感卫星图像自动反演得到高精细度的屋顶面结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于影像直线特征的建筑物屋顶面的重建方法和装置，提高建筑物屋顶面重建的精细度。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于影像直线特征的建筑物屋顶面的重建方法，包括：根据至少一组遥感卫星图像生成目标区域的三维点云数据；根据所述遥感卫星图像，提取所述目标区域内所有与建筑物相关的特征直线段；根据约束条件，将所述特征直线段构造为三角网络，并在所述三角网络中划分所述三维点云数据，得到三角面片；通过能量优化方法聚合所述三角面片，得到重建图像。

进一步地，所述根据至少一组遥感卫星图像生成目标区域的三维点云数据，包括：当为多组所述遥感卫星图像时，需先对各组的三维点云数据进行融合以生成所述目标区域的三维点云数据。

进一步地，所述根据所述遥感卫星图像，提取所述目标区域内所有与建筑物相关的特征直线段，具体的，逐个检测所述遥感卫星图像中的所有直线段，并标记为初始直线段；对全部所述遥感卫星图像的所述初始直线段进行直线匹配，得到所述初始直线段交集；判断所述初始直线段交集中所述初始直线段左右两侧是否具有二阶高程差；提取具有二阶高程差的所述初始直线段，并标记为特征直线段。

进一步地，所述约束条件为，所述特征直线段均可构造成为所述三角网络中的一条显示边。

进一步地，所述通过能量优化方法聚合所述三角面片，具体的，计算所述三角面片的能量函数的最小值；其中，所述能量函数包括数据代价、邻域代价和标签代价；所述数据代价为所述三角面片被分配到一个平面的能量损失；所述邻域代价为相邻的所述三角面片被分配到不同平面的能量损失；所述标签代价为所述三角面片被分配到一新平面的能量损失；根据所述能量函数的最小值聚合所述三角面片。

实施本发明的实施例具有如下有益效果：

本发明的实施例，能够通过二次筛选遥感卫星图像的初始直线段，提取建筑物的特征直线段，并利用特征直线段所构造的三角网络划分遥感卫星图像的三维点云数据，从而通过能量优化方法得到重建图像。不仅基于建筑物的特征直线段有效划分三维点云数据，还根据不同平面的最大可能空间位置重建图像，提高了建筑物屋顶面重建的精细度。

本发明还提出了一种基于影像直线特征的建筑物屋顶面的重建装置，包括：生成模块，用于根据至少一组遥感卫星图像生成目标区域的三维点云数据；提取模块，用于根据所述遥感卫星图像，提取所述目标区域内所有与建筑物相关的特征直线段；构造模块，用于根据约束条件，将所述特征直线段构造为三角网络，并在所述三角网络中划分所述三维点云数据，得到三角面片；聚合模块，用于通过能量优化方法聚合所述三角面片，得到重建图像。

进一步地，所述生成模块，包括：当为多组所述遥感卫星图像时，需先对各组的三维点云数据进行融合以生成所述目标区域的三维点云数据。