城市3D-GIS實(shí)景采集與處理技術(shù)研究.pdf

1、分類號(hào)密級(jí)U 4 9 5 學(xué)校代碼學(xué) 號(hào)1 0 6 1 8墨廑交通戈摯工程碩士學(xué)位論文城市3 D ．G IS 實(shí)景采集與處理技術(shù)研究R e s e a r c h o n t h e U r b a n 3 D ．G I S R e a l D a t aC o U e c t i o n a n d P r o c e s s i n g 1 ’e c h n i q u e學(xué)位申請(qǐng)人 李標(biāo)導(dǎo)師姓名及職稱 陸百川教授工程領(lǐng)域名稱論文提

2、交日期交通運(yùn)輸工程2 0 13 年6 月5 日摘 要隨著我國(guó)信息技術(shù)的快速發(fā)展，城市的交通、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等各方面的壓力都在逐步加大，為了更好的發(fā)展城市信息化基礎(chǔ)建設(shè)，相繼出現(xiàn)了移動(dòng)3 D G I S 實(shí)景采集系統(tǒng)；主要是在移動(dòng)載體上( 機(jī)動(dòng)車輛等) 安裝C C D 影像獲取系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)( G P S ) 、慣性測(cè)量單元( I M U ) 以及激光掃描儀( L S ) 等新型傳感器設(shè)備；在車輛行駛過(guò)程中，快速獲取與處理城市空間三維實(shí)

3、景數(shù)據(jù)，形成有效的三維G I S 實(shí)景交通管理信息平臺(tái)；此系統(tǒng)不僅提供一種便捷、經(jīng)濟(jì)的工作方式，而且能夠很好滿足城市智能交通管理基礎(chǔ)G I S 信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的需求。本文總結(jié)了目前移動(dòng)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的研究現(xiàn)狀，以移動(dòng)3 D G I S 實(shí)景采集系統(tǒng)為基礎(chǔ)平臺(tái)；闡述了系統(tǒng)平臺(tái)的架構(gòu)，并且詳細(xì)地分析了數(shù)據(jù)采集的工作原理及系統(tǒng)的基本工作流程。重點(diǎn)研究了實(shí)景三維G I S 數(shù)據(jù)采集前的系統(tǒng)預(yù)處理技術(shù)：首先，介紹了系統(tǒng)中C C D 全景傳感器的基本

4、原理，實(shí)現(xiàn)了基于徑向約束的兩步法對(duì)C C D 進(jìn)行標(biāo)定處理，獲取了標(biāo)定的相機(jī)內(nèi)外參數(shù)，可以有效的實(shí)現(xiàn)城市三維實(shí)景影像獲取。然后，闡明了使用G P S ／I M U 組合導(dǎo)航為整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)提供定位定姿信息，文中提出了一種新的濾波處理算法，完成對(duì)G P S 、I M U 數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，獲得了系統(tǒng)平臺(tái)的空間位置、姿態(tài)及速度等信息，提高了組合導(dǎo)航在系統(tǒng)中的準(zhǔn)確度和數(shù)據(jù)可靠性。最后，分析了系統(tǒng)中各傳感器的數(shù)據(jù)采集頻率與空間坐標(biāo)系各有差異；以此

5、對(duì)時(shí)空配準(zhǔn)進(jìn)行了基本研究；時(shí)間配準(zhǔn)主要采用了同步到G P S 時(shí)間系統(tǒng)，通過(guò)軟硬件相結(jié)合的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)空間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)C C D 影像傳感器、三個(gè)激光掃描儀配準(zhǔn)到以G P S 空間坐標(biāo)系為基準(zhǔn)的空間統(tǒng)一坐標(biāo)系下，并詳細(xì)的給出各個(gè)傳感器之間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)；最終保證多個(gè)不同傳感器間三維空間數(shù)據(jù)在時(shí)間與空間上的同步；提高了移動(dòng)三維實(shí)景采集系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集的有效性和可靠性。基于上述數(shù)據(jù)處理方法；本文在自行設(shè)計(jì)的城市3 D G I S 實(shí)景