[发明专利]一种基于多源地理信息耦合的城市实景三维建模方法

权利要求书

1.一种基于多源地理信息耦合的城市实景三维建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过多个激光雷达获取城市建筑的地面和高空的点云数据，得到城市建筑的三维信息；

通过无人机倾斜摄影获取城市建筑的多角度影像数据，通过车载相机获取城市建筑底部的影像数据；

根据获取的多角度影像数据和底部影像数据，得到城市建筑的三维纹理信息；

将获取的城市建筑的点云数据和影像数据进行匹配融合，建立城市实景三维模型。

2.如权利要求1所述的一种基于多源地理信息耦合的城市实景三维建模方法，其特征在于，所述无人机倾斜摄影获取城市建筑的俯视视角、前倾斜视角、后倾斜视角、左倾斜视角和右倾斜视角5个角度的影像信息。

3.如权利要求1所述的一种基于多源地理信息耦合的城市实景三维建模方法，其特征在于，在获取的多角度影像数据和底部影像数据后，需要对总的影像信息进行几何校正、空三加密、图像匹配预处理，得到城市建筑的三维纹理信息。

4.如权利要求1所述的一种基于多源地理信息耦合的城市实景三维建模方法，其特征在于，多个激光雷达设置在多个扫描站点，采用基于ICP的配准拼接方法对多个扫描站点获取的点云数据进行配准拼接，统一到相同的坐标系中，得到城市建筑的三维信息。

5.如权利要求1所述的一种基于多源地理信息耦合的城市实景三维建模方法，其特征在于，所述通过基于ICP的配准拼接方法对多个扫描站点获取的点云数据进行配准拼接，包括以下步骤：

选取任两个站点，将某一个站点作为基准站点，另一站点作为待拼接站点；

对两个站点的公共部分点云数据进行提取，得到部分公共点在各自的局部坐标值；

对于待拼接站点中的点集在基准站点找到相应的最近点，令误差阈值ξ＝0.01；

利用SVD法求得两个站点间的旋转矩阵R和平移矩阵T，计算最终转换矩阵Q；

将待拼接站点的所有点云数据按照转换矩阵Q配准拼接到基准站点，完成拼接工作；

将其它的站点按照上述方法依次拼接在基准站点上，最终完成整体建筑的点云数据拼接工作。

6.如权利要求1所述的一种基于多源地理信息耦合的城市实景三维建模方法，其特征在于，采用基于改进特征点配准算法将获取的城市建筑的点云数据和影像数据进行匹配融合，包括以下步骤：

通过手工提取同名特征点对，计算求解旋转矩阵R1和平移矩阵T1，对两者数据进行粗拼接；

利用Kd-Tree近邻点搜索算法计算粗拼接后数据拟合平面的法向量，对不可用的同名点进行剔除，优化同名特征点；

设激光点云数据原始坐标是A，倾斜摄影测量数据坐标是B，根据同名特征点位在A和B的坐标值，求出旋转矩阵R和平移矩阵T，根据旋转矩阵R和平移矩阵T，计算最终转换矩阵Q；

根据得到的转换矩阵的数值，将倾斜摄影模型B中各点坐标分别代入两站点之间的转换公式中，即可得到倾斜模型B中数据在激光点云模型A中的坐标值，完成倾斜摄影模型B向点云模型A的数据配准融合。