卫星影像三维建模方案(含软件)

利用卫星影像三维建模方案目录TOC\o"1-3"\h\u28246利用卫星影像三维建模方案 126531、概述 1179062、提出问题 213801（1）卫星类型多种多样，数据来源不统一 218641（2）如何解决卫星数据稀少控制点或无控时解算精度差的问题 218143（3）如何利用卫星影像数据快速高效建模 2191553、解决方案 27501（1）多源卫星数据支持 216594（2）稀少控制区域网平差 29117（3）利用卫星影像构建三维模型 2308744、技术路线 444024.1总体技术路线 445254.2三维模型创建流程 5概述空间信息主要是以图形化的形式存在的。然而，用二维的图形界面展示空间信息是非常抽象的，只有专业的人士才懂得使用。相比二维GIS，三维GIS为空间信息的展示提供了更丰富、逼真的平台，使人们将抽象难懂的空间信息可视化和直观化，人们结合自己相关的经验就可以理解，从而做出准确而快速的判断。随着国家经济的快速增长，人们对地理信息的需求也在不断增大，而传统的实景三维模型都是通过由航片获取，在遇到航空管制或者飞行困难区域，数据获取本身会有一定难度。另外，对于大面积小比例尺的三维模型获取时间太长，运算效率慢，难以满足大场景实景三维建设的需求。近年来，高分辨率卫星获得了较快的发展，其获取的图像经过辐射校正后达到了相当高的精度，结合卫星变轨或相机侧摆等方式，同一地物的重访周期大大缩短，非常有利于对目标场景的三维精细化建模，并利用高分辨率卫星影像制作三维地形及建筑物建模成为可能。提出问题卫星类型多种多样，数据来源不统一；如何解决卫星数据稀少控制点或无控时解算精度差的问题；如何利用卫星影像数据快速高效建模；解决方案（1）多源卫星数据支持SVS-SAT采用统一的RFM传感器成像几何模型、数据处理算法及作业流程，支持国内外包括QuickBird、WorldView-I/II、IKONOS、GeoEye-I/II、SPOT1-4、SPOT-5HRS/HRG、SPOT6、SPOT7、Pleiades、IRS-P5、OrbView、ALOS/PRISM、RapidEye、CBERS-02、天绘一号卫星、资源三号卫星、高分一号卫星等一系列高分辨率卫星影像，并支持大数据量的影像处理。（2）稀少控制区域网平差SVS-SAT采用基于RFM通用成像模型的先进算法，实现对稀少或无地面控制点区域的区域网平差技术。另外，提出并研发了将标准景卫星影像（例如QuickBird、IRS-P5等）自动拼接成长条带卫星影像的预处理技术，进一步减少了对控制点的需求。研发并采用在边境地区进行无控制条件下自由网平差或单侧进行控制的方案，有效解决边境地区控制及测图困难的问题，也使得境外地形图测绘成为可能。对于SPOT-5立体影像，利用少量控制点进行单侧布控，在卫星飞行方向上可超控600公里而仍然满足国家1：50000丘陵地、山地和高山地区域的测图要求。（3）利用卫星影像构建三维模型为解决高分辨率卫星影像单体建模，在SVSGeoModeler中首先根据原始卫星影像、解算后相应坐标系统下的定向参数，构建出实时核线立体模型，然后利用实时核线立体模型，通过半自动方式构建出地表物体的几何结构，再根据纹理提取和编辑模块还原地物的纹理特征，从而构建出满足需求的三维模型。技术路线4.1总体技术路线总体技术路线图4.2三维模型创建流程（1）新建工程打开SVS-SAT高分辨率卫星影像数据处理系统主界面，指定工程名称、工程存放目录、添加待加密数据以创建空三加密工程。（2）设置控制点在空三加密定向过程中，可引入外业实测控制点，参与平差，以保证数据加密精度。（3）连接点量测及区域网平差在SVS-SAT中软件自动运行处理。这个过程主要进行影像压缩、影像增强、金字塔影像生成、特征信息提取匹配连接点和剔除粗差处理等步骤，从而解算出符合精度要求的定向参数。（4）输出解算定向参数将平差解算后RPC文件中变换参数计算到常规RPC参数中生成定向准确的RPC文件（可提供不带6个变换参数的平差后的RPC文件）。（5）创建立体像对工程根据解算后的定向参数，在SVSGeoModeler中恢复立体像对。（加载卫星六景数据源）（导入卫星立体截图）（6）构建三维模型在立体的基础上通过人工采集结构点和结构线，通过自动构建多边形面和几何体完成半自动的三维模型的集合结构重建。建筑物按照建模的几何结构可以分为平顶屋、坡顶屋、多脊屋、圆顶屋、锥顶屋、圆柱形屋等。（模型立体量测截图）（模型大范围量测截图）（7）纹理提取和编辑软件提供全自动纹理映射、地面影像纹理贴图以及纹理编辑和色彩自动处理的功能，以实现对地物纹理特征的恢复。但有时基于卫星影像构建的建筑物三维模型侧面纹理不够清晰，难以满足需求的情况，软件也提供街景贴图功能或根据众源数据映射