7.3 城市立交桥的三维重建
立交桥模型是数字城市模型中的基础内容之一,目前对该类模型的研究多停留在CAD设计领域,设计者通常是以面向二维的思路来设计立交桥,成果一般只能是平面图、纵断面图、横断面图,本质上仅模仿了现有的人工作图方法,未能从根本上表示出立交桥的复杂空间结构,更没有表示其三维拓扑关系。在目前已开发的一些数码城市软件中,对建立立交桥这类复杂人工地物的模型也做了一些有益的尝试,但仍然没能很好地解决立交桥的建模问题,基本上都是从设计领域导入数据,建立CAD模型或3DS模型,该类模型只能提供基本的浏览功能,仍未完整表示出各匝道间的拓扑关系,满足不了空间分析和可视导航的需求,因此立交桥三维建模是亟待解决的难题。
利用数字摄影测量技术从大比例尺数字影像来重建城市人工目标三维模型是当前比较流行的建模方法,本节尝试从数字影像立体重建立交桥的三维模型的方法。首先依据航空影像三维重建原理,从影像中提取较为精确的三维立交桥轮廓线。结合立交桥设计方法,创建基于航空立体影像对的重现点—线—多边形—匝道—体的立交桥三维模型。
具体实现方法,可依据立体影像平台,采用模糊边缘检测算法,对核线立体影像对的左右片分别自动提取边缘,然后根据模板匹配得到精确的匝道边界。同时根据核线约束条件,得到物方的三维匝道边缘信息。再通过曲线内插出边缘特征点,依据立交桥三维模型,构造出匝道的三维模型。对于有遮挡的下层立交桥匝道,采用人工输入种子点的办法,结合提取的局部边缘信息,然后用三次样条插值的办法得到匝道的描述函数。对匝道连接的两条主线分别内插出等间隔的点,用于构造立交桥匝道三维模型。
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