基于無(wú)人機(jī)航拍圖像的三維地形重建.pdf

1、近年來(lái)，無(wú)人機(jī)技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，利用無(wú)人機(jī)平臺(tái)獲取高分辨率航拍圖像數(shù)據(jù)作為一項(xiàng)空間數(shù)據(jù)獲取的重要手段，具有成本低、機(jī)動(dòng)靈活、能夠在高危地區(qū)探測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。但是無(wú)人機(jī)航拍所得圖像僅僅包含二維信息，這在它的諸多應(yīng)用中，如軍事偵察、抗災(zāi)救災(zāi)、地圖繪制等具有一定的局限性，因此無(wú)人機(jī)的應(yīng)用不可避免要從二維走向三維。在無(wú)人機(jī)航拍圖像中，地形圖是不可或缺的一部分，因此實(shí)現(xiàn)地形的三維重建具有重要的研究意義。
　　本文利用無(wú)人機(jī)航拍獲得的序列圖像，

2、提出了一個(gè)完整的地形三維重建算法?？紤]到無(wú)人機(jī)航拍圖像中通常會(huì)同時(shí)包含多種不同的地形，且彼此之間的顏色差異明顯，因此首先利用SLIC超像素分割算法對(duì)圖像進(jìn)行分割，此時(shí)所得的分割區(qū)域數(shù)量較多，為了提高算法效率，再利用各區(qū)域間的顏色信息進(jìn)行相鄰?fù)惖匦蔚娜诤?；接下?lái)，由于連續(xù)拍攝的圖像間難免會(huì)存在形狀、顏色的局部差異，而SIFT算法對(duì)平移、旋轉(zhuǎn)、遮擋、尺度縮放等具有良好的不變性，因此利用SIFT算法進(jìn)行特征點(diǎn)的提取與匹配；然后，利用雙目立體

3、視覺(jué)原理計(jì)算特征點(diǎn)的深度信息，并針對(duì)三幅及三幅以上輸入圖像提出了特征點(diǎn)三維坐標(biāo)在不同圖像內(nèi)的轉(zhuǎn)換計(jì)算方法；最后利用線性插值方法，通過(guò)生成DEM數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了地形的三維重建。
　　本文分別利用無(wú)人機(jī)連續(xù)拍攝的兩幅、三幅圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并與來(lái)源于Google地球的地形圖進(jìn)行對(duì)比，證明了本文算法能夠有效地實(shí)現(xiàn)地形的三維重建。其中，基于SLIC超像素算法的分割方法不僅有效地實(shí)現(xiàn)了區(qū)域分割，提高了地形三維重建的準(zhǔn)確度，同時(shí)大大減少了所得區(qū)域的數(shù)量