简单房屋半自动重建策略

7．1．1　简单房屋半自动重建策略

在城市遥感影像上，房屋外型一般都有一定的几何规律，如屋顶平面投影呈矩形、直角多边形、人字形、圆形等，所以几乎所有的房屋提取和重建方法都离不开影像的几何分析。在半自动方法中，一般要求人工首先给出人工种子点，即在影像上标出房屋角点的大致位置，然后由计算机根据各种几何约束求出房屋的准确位置。比较典型的有基于可变模板的重建方法、基于给定房屋种子点或主方向的重建方法，有时也采用人工标定提取房屋角点的半自动重建方法。

由于城市建筑风格随地域不同而特征各异，例如欧洲的城市建筑物多为尖顶而且局部的细节很多，在美国城市则方盒形建筑物比较常见，中国的城市平顶和单屋脊建筑物较多，房屋建筑密集，楼层一般较高，这些都影响到建筑物的描述和建模等问题。本节只考虑边界为直线段的简单型房屋，如图7-1所示。对弧顶形简单房屋，可采用7．3节中立交桥的重建办法。

简单房屋半自动重建算法需考虑以下几个方面的要求:

(1)算法稳定，模型清晰，易于实现。

(2)采用集成影像特征与房屋结构信息的优化算法，针对不同的影像质量，采用可变的边缘提取阈值。

(3)有一定的可扩充性，先对房屋分类，算法只为重建提供了一个灵活的框架。

图7-1　简单房屋影像示例

(4)房屋边缘是通过影像的灰度信息提取的，而影像的灰度信息会受到干扰，这样提取出的边缘不一定能符合精度要求。采用最小二乘模板匹配得到直线边缘的精确位置，并结合房屋自身的几何约束条件进行平差，实现房屋整体精确定位，可有效提高几何精度。

(5)从立体影像重建房屋。房屋重建的一个最主要的障碍在于二维影像上缺乏直接的三维线索，而立体影像优点在于往往可以弥补由于拍摄角度差异、房屋和其他地物互相遮挡等造成的特征提取的不足，从而提高重建的可靠性。

半自动重建简单房屋模型的流程可分为由低到高的三个处理步骤，如下页的图7-2所示。