城市3D-GIS實景采集與處理技術研究.pdf

1、分類號密級U 4 9 5 學校代碼學 號1 0 6 1 8墨廑交通戈摯工程碩士學位論文城市3 D ．G IS 實景采集與處理技術研究R e s e a r c h o n t h e U r b a n 3 D ．G I S R e a l D a t aC o U e c t i o n a n d P r o c e s s i n g 1 ’e c h n i q u e學位申請人 李標導師姓名及職稱 陸百川教授工程領域名稱論文提

2、交日期交通運輸工程2 0 13 年6 月5 日摘 要隨著我國信息技術的快速發(fā)展，城市的交通、基礎設施建設等各方面的壓力都在逐步加大，為了更好的發(fā)展城市信息化基礎建設，相繼出現(xiàn)了移動3 D G I S 實景采集系統(tǒng)；主要是在移動載體上( 機動車輛等) 安裝C C D 影像獲取系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)( G P S ) 、慣性測量單元( I M U ) 以及激光掃描儀( L S ) 等新型傳感器設備；在車輛行駛過程中，快速獲取與處理城市空間三維實

3、景數(shù)據(jù)，形成有效的三維G I S 實景交通管理信息平臺；此系統(tǒng)不僅提供一種便捷、經(jīng)濟的工作方式，而且能夠很好滿足城市智能交通管理基礎G I S 信息數(shù)據(jù)庫建設的需求。本文總結了目前移動數(shù)據(jù)采集平臺的研究現(xiàn)狀，以移動3 D G I S 實景采集系統(tǒng)為基礎平臺；闡述了系統(tǒng)平臺的架構，并且詳細地分析了數(shù)據(jù)采集的工作原理及系統(tǒng)的基本工作流程。重點研究了實景三維G I S 數(shù)據(jù)采集前的系統(tǒng)預處理技術：首先，介紹了系統(tǒng)中C C D 全景傳感器的基本

4、原理，實現(xiàn)了基于徑向約束的兩步法對C C D 進行標定處理，獲取了標定的相機內(nèi)外參數(shù)，可以有效的實現(xiàn)城市三維實景影像獲取。然后，闡明了使用G P S ／I M U 組合導航為整個系統(tǒng)平臺提供定位定姿信息，文中提出了一種新的濾波處理算法，完成對G P S 、I M U 數(shù)據(jù)進行濾波處理，獲得了系統(tǒng)平臺的空間位置、姿態(tài)及速度等信息，提高了組合導航在系統(tǒng)中的準確度和數(shù)據(jù)可靠性。最后，分析了系統(tǒng)中各傳感器的數(shù)據(jù)采集頻率與空間坐標系各有差異；以此

5、對時空配準進行了基本研究；時間配準主要采用了同步到G P S 時間系統(tǒng)，通過軟硬件相結合的辦法來實現(xiàn)，通過空間坐標系的轉換來實現(xiàn)C C D 影像傳感器、三個激光掃描儀配準到以G P S 空間坐標系為基準的空間統(tǒng)一坐標系下，并詳細的給出各個傳感器之間坐標轉換參數(shù)；最終保證多個不同傳感器間三維空間數(shù)據(jù)在時間與空間上的同步；提高了移動三維實景采集系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集的有效性和可靠性?；谏鲜鰯?shù)據(jù)處理方法；本文在自行設計的城市3 D G I S 實景