基于Google Earth的3D數(shù)字城市建模.pdf

1、3D數(shù)字城市是真實(shí)城市的再現(xiàn)或反映,其建模是20世紀(jì)60年代隨計(jì)算機(jī)發(fā)展而來的一門技術(shù),也是當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理的熱點(diǎn)問題之一。3D數(shù)字城市在城市規(guī)劃、地圖導(dǎo)航、區(qū)域面積測(cè)繪、交通監(jiān)管和水文地質(zhì)活動(dòng)等諸多方面都有廣泛的應(yīng)用。因此,對(duì)3D數(shù)字城市建模的研究具有極其重要的意義。
　　3D數(shù)字城市建模對(duì)象包括地表、建筑物、交通、水系和植物等。其建模方法也很多,按信息源種類可分為基于圖形、基于圖像以及交互、最大相似和多視

2、角等重建方法,按開發(fā)研究語言可分為基于OpenGL、基于DirectX和基于Internet的方法。這些方法要么利用激光掃描儀獲取數(shù)據(jù),再結(jié)合航天影像進(jìn)行3D建模,要么利用2D GIS信息并用DEM作為地物載體,再結(jié)合地物的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和高度信息來進(jìn)行3D建模。本文在沒有任何獲取圖像信息硬件設(shè)備的條件下,提出了一種基于Google Earth、無成本的、靈活的3D數(shù)字城市建模方法。具體內(nèi)容分為圖像獲取、圖像分割、輪廓提取、角點(diǎn)檢測(cè)與優(yōu)化、模

3、型重建、紋理貼圖、場(chǎng)景拼接和3D漫游等。
　　在建模過程中,首先從Google Earth獲取二維彩色圖像,并采用基于RGB顏色空間的K-means聚類方法分割獲取建筑物和植被等對(duì)象,再對(duì)其進(jìn)行二值化、去噪、連接斷裂和填充孔洞等圖像處理。從而提取出建模對(duì)象的邊緣輪廓和角點(diǎn),為了提高效率,本文還對(duì)角點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化;同時(shí)本文采用多邊形三角化的方法來解決了凹多邊形的重建問題。在重建過程中,本文提出了一種事先設(shè)計(jì)出模型形狀,再結(jié)合目標(biāo)物體的角