[发明专利]一种面向对象的实景三维模型多层次解译方法及系统

说明书

本发明公开了一种面向对象的实景三维模型多层次解译方法及系统，将待解译实景三维模型分为地形表面部分、立体地物部分两个层次；基于地形表面部分的正射影像，采用面向对象的影像分类方法对地形表面部分进行分类；对立体地物部分进行独立地物单体化处理，并基于独立地物单体的特征，采用机器学习算法对立体地物部分的分类；将地形表面部分和立体地物部分的分类结果进行整合，得到整个实景三维模型的解译结果。本发明将实景三维模型分为两个层次分别进行分类，降低模型解译难度；采用面向对象的模型解译方法，可以改善其他基于面片算法在分类过程中产生的椒盐噪声现象；基于几何、纹理、光谱多维特征融合策略，提高了分类结果的准确性与鲁棒性。

技术领域

本发明涉及计算机视觉与三维模型处理领域，具体涉及一种面向对象的实景三维模型多层次解译方法及系统。

背景技术

近几年来，随着计算机视觉和倾斜摄影测量技术的快速发展，利用多视影像进行观测区域的实景三维建模日臻成熟。实景三维模型能够非常直观的反映出地物的体状结构、纹理特征、光谱特征等，具有比传统的遥感影像更加丰富的数据维度，因此已经逐步应用于智慧城市、灾害监测、生态保护等领域中，并且表现出巨大的潜力。

然而数据观测维度的增加并不直接带来可用信息的增长，虽然倾斜摄影测量的方法获得了精细的实景三维模型，能够直观的展示地物的三维表面结构、纹理等信息，但是在众多遥感应用中仍然是先将其转换为传统的遥感数据类型(数字表面模型(DigitalSurface Model，DSM)、数字正射影像图(Digital Orthophoto Map，DOM))再继续分析。

现有的技术方法多集中于建模方面，虽有一些模型分割、目标提取等相关算法提出，但这些算法主要利用了三维模型的形状特征进行分析，未能较好的综合应用其丰富的光谱、纹理等信息，多适用于城区等建筑几何形状较为规则的区域；在地物种类丰富、地物类别间区分度不高的区域，分类较为困难；另一方面再将三维模型转换为二维影像的过程中，地物丰富的侧面纹理、光谱信息会丢失绝大部分，几何结构特征也将在转换过程中仅剩下高程信息，数据利用率低，在地物类别复杂的情况下，错分现象严重。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的对实景三维模型解译过程中有信息丢失等现象导致分类结果效果差的缺陷，从而提供一种面向对象的实景三维模型多层次解译方法及系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种面向对象的实景三维模型多层次解译方法，包括如下步骤：将待解译实景三维模型分为地形表面部分、立体地物部分两个层次；

基于地形表面部分的正射影像，采用面向对象的影像分类方法对地形表面部分进行分类；

对立体地物部分进行独立地物单体化处理，并基于独立地物单体的特征，采用机器学习算法对立体地物部分的分类；

将地形表面部分和立体地物部分的分类结果进行整合，得到整个实景三维模型的解译结果。

在一实施例中，利用布料模拟滤波算法将待解译实景三维模型分为地形表面部分、立体地物部分两个层次。

在一实施例中，基于地形表面部分的正射影像，采用面向对象的影像分类方法对地形表面部分进行分类的步骤，包括：

采用面向对象的影像解译方法，对地形表面模型的正射影像进行分类；

获取地形表面模型中的一个三角面片，根据其三个顶点的地理坐标，计算其内心的地理坐标，将内心在分类影像中分类结果映射回三角面片；

遍历地形表面模型的所有三角面片，完成地形表面模型的分类，得到地形表面部分的分类结果。