[发明专利]基于建筑物房顶矢量的正射影像镶嵌线网络自动选择方法

摘要

本发明公开了一种基于建筑物房顶矢量的正射影像镶嵌线网络自动选择方法，包括建筑物房顶矢量结合数字高程模型DEM自动生成建筑物简易模型；利用建筑物简易模型计算建筑物在单片DOM上的成像区域；利用测区所有影像像底点位置自动生成测区初始Voronoi图镶嵌线网络，并简化处理；利用建筑物在单片DOM上的成像区域，对所有节点进行优化选择，得到次优镶嵌线网络；再对次优镶嵌线网络中所有镶嵌线进行优化选择，得到整个测区绕开建筑物成像区域的最优镶嵌线网络。其显著效果是突破了传统先进行单张正射纠正，再利用单片DOM进行镶嵌线网络选择的模式，解决了测区镶嵌线网络无法自动绕过建筑物成像区域而造成纹理错位以及现有方法自动选择效率低的问题。

主权项

一种基于建筑物房顶矢量的正射影像镶嵌线网络优化处理方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：建筑物房顶矢量结合数字高程模型DEM自动生成建筑物简易模型；步骤2：利用建筑物简易模型计算建筑物在单片DOM上的成像区域；步骤3：利用测区所有影像像底点位置自动生成测区初始Voronoi图镶嵌线网络，并对其进行简化处理后得到简单镶嵌线网络，具体步骤如下：步骤S1：计算初始Voronoi图镶嵌线网络中某个Voronoi多边形的最长四条边的长度平均值；步骤S2：获取上述Voronoi多边形中长度小于平均值四分之一的短边；步骤S3：以短边两个端点的几何中点替代该短边，获得简化处理后的Voronoi多边形；步骤S4：返回步骤S1中循环进行，直至初始Voronoi图镶嵌线网络中所有Voronoi多边形处理完毕，得到简化处理后的简单镶嵌线网络；步骤4：利用步骤2得到的建筑物在单片DOM上的成像区域，对简单镶嵌线网络的所有节点进行优化选择，得到次优镶嵌线网络，具体步骤为：步骤4‑1：获取一栋建筑物在物方的成像总区域，确定被共有节点的影像成像区域的最大数目；步骤4‑2：判断节点P是否归两张以上影像成像区域共有，如是进行步骤4‑3，否则进行步骤4‑8；步骤4‑3：以节点P为中心，搜索半径为50m范围内的所有建筑物B1,B2,…,Bn；步骤4‑4：对于每个建筑物，计算其在每张DOM上的成像区域，并求并集作为该建筑物的整体成像区域S1,S2,…,Sn；步骤4‑5：对成像区域S1,S2,…,Sn进行求交判断，如果有交集则合并，同时记下Si与Bi的对应关系，直到剩下成像区域S1,S2,…,Sm(m≤n)的任意两者都不相交，其中i＝1～n；步骤4‑6：逐一判断节点P是否在成像区域S1,S2,…,Sm(m≤n)内部，如果在则记下该房屋的编号Bi，同时找到Bi对应的合并后Si，如果都不在，则该节点P无需优化进入步骤4‑8；步骤4‑7：求出包含成像区域Si的最小外包矩形，然后找出距离节点P距离最小的一个矩形端点Q作为节点P的优化后位置，然后将简单镶嵌线网络中所有的节点P更新为点Q；步骤4‑8：判断节点P是否为最后一个节点，如果是则优化完毕，如果不是则进行下一个节点的检测更新，并返回步骤4‑2循环进行，直至所有节点都优化完毕，得到所有节点都不在建筑物成像区域内的次优镶嵌线网络；步骤5：利用步骤2得到的建筑物在单片DOM上的成像区域，对次优镶嵌线网络的所有镶嵌线进行优化选择，得到整个测区绕开建筑物成像区域的最优镶嵌线网络：步骤5‑1：判断次优镶嵌线网络中的镶嵌线L是否为两个影像有效多边形共有，若是则进入步骤5‑2，若仅为一个多边形拥有，则该镶嵌线无需优化，直接进入步骤5‑9；步骤5‑2：根据镶嵌线L与影像的对应关系找到该镶嵌线两侧的影像序号Pici、Picj，并根据建筑物与影像间的对应关系，将同时出现在该两张影像上的建筑物挑选出来记为B1,B2,…,Bn；步骤5‑3：对于每个建筑物，计算其在Pici和Picj两张正射影像上的成像区域，并求并集作为该建筑物的整体城像区域，记为S1,S2,…,Sn；步骤5‑4：判断每个建筑物成像区域Si是否与镶嵌线L相交，将相交的多边形留下记为：S1,S2,…,Sm(m≤n)，若都不相交则该镶嵌线不需要优化处理，进入步骤5‑9；步骤5‑5：对S1,S2,…,Sm进行两两求交判断，如果有交集则合并，直到剩下S1,S2,…,Sl(l≤m)的任意两者彼此之间不相交；步骤5‑6：将多边形S1,S2,…,Sl(l≤m)按照距离镶嵌线L起点LB的距离按照从小到大排序得到多边形序列SS1,SS2,…,SSl(l≤m)；步骤5‑7：从第一个多边形SS1起，求出镶嵌线L与多边形SSi(i≤l)的交点，其中第一个交点为INSf，最后一个交点为INSe，则镶嵌线L从点INSf到INSe这段沿着多边形SSi(i≤l)的轮廓弯折行进，并选择总距离最短的路径代替原镶嵌线L中从点INSf到INSe的部分，直到该条镶嵌线L绕过所有的多边形SSi(i≤l)；步骤5‑8：根据步骤5‑7所获得的镶嵌线路径，对镶嵌线L进行更新，得到更新后的镶嵌线L'；步骤5‑9：返回步骤5‑1循环进行，直至所有镶嵌线优化完毕，得到整个测区自动绕过建筑物成像区域的最优镶嵌线网络。