当代摄影测量课程介绍
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loss compared to interactive approaches, and as of today, the best quality is still obtained by interactive multi-view methods. ”
引自：Przemyslaw Musialski, etal. A Survey of Urban Reconstruction. EUROGRAPHICS 2012
会议
• IEEE Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) • the International Conference on Computer Vision（ICCV） • Europeon Conference on Computer Vision （ECCV）
5
地物自动提取的目的和意义
减少数据采集的时间
• 人工采集速度很慢 • GIS数据采集是GIS应用的瓶颈
提高GIS数据的质量
• 人工数据点有限 • 人工采集质量不一致
6
人与计算机的优势
操作员：
• 认知、识别能力很强 • 逐点数字化：速度慢，容易疲劳 • 测量重复性差
计算机软件：
• 计算机速度不断提高，不会疲劳 • 认知、识别能力差，经学习后能力不断提高 • 测量重复性很好
7
地物自动采集的分类
单影像：单张影像理解
• 采集二维数据
多影像：立体摄影测量
• 同一传感器的多角度影像 • 三维数据采集
多传感器影像与多源数据
• 影像融合 • 数据融合
8
地物自动提取的对象
道路 建筑物 河流 湖泊 土地利用区域 ……
9
国内外研究现状
期刊
• Pattern Analysis and Machine Intelligence • Computer Vision and Image Understanding • Computer Vision and Pattern Recognition • ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing
……
11
国内外研究现状
中科院深圳先讲研究院 武汉大学 解放军信息工程大学 国防科技大学 模式识别国家重点实验室 图像处理与模式识别研究所 测绘科学研究院 ……
12
现有水平(基于影像重建筑物：2004年)
“The current state of automation in the reconstruction of buildings from aerial images is still surprisingly low. ….”
影
测 量 对应性关系
影像间同名特征间、影 像特征与空间特 征、…….
语义关系
影像理解、目标识别、地物 自动提取、GIS数据的自动 更新
3
问题的性质
解析关系：确定性
• 共线方程 • 共面条件 • ……
对பைடு நூலகம்性关系：不确定性
• 匹配的多义性
语义关系：模糊性、不确定性
• 影像上的物体与头脑中的物体匹配 • 每个人的认识不一样
作业
建筑物三维模型自动重建的数据源与重建技 术的发展
1
内容
地物自动提取的目的和意义 地物提取与影像理解 国内外研究现状 地物提取的模式与策略
• 数据驱动与模型驱动 • 地物提取的半自动与全自动化 • 处理流程举例
2
摄影测量的“3个”基本关
系
摄
解析关系
相邻影像间、影像与 空间、…….
引自：Ildiko Suveg, George Vosselman. Reconstruction of 3D building models from aerial images and maps. ISPRS, Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 58 (2004) 202– 224
“和交互式方法相比，全自动建模仍然存在显著的质量缺失， 最好的建模质量还是依赖多视影像交互建模得到的。”
14
难点
“The difficulty in obtaining a general solution to this problem can be attributed to the complexity of the reconstruction itself, as it involves processing at different levels: ”
“从航空影像重建建筑物的自动化水平还令人吃惊的低下。 虽然有了许多针对这一问题的算法和系统，然而一个通用的 自动重建系统还找不到。在限定的环境中有限的成功和部分 解决是当前的水平”
13
现有水平(建筑物：2012)
“Fully automatic modeling still suffers considerable quality
4
地物自动提取的目的和意义
各行业对地理数据的需求
• 土地管理、农业、林业 • 交通、电力、电信、城市管网 • 水利、消防、城市规划 • 环境、军事 • ……
娱乐业
• 真实城市场景的游戏
移动设备数字地图
• 汽车、桌面计算机 • Google Earth、Microsoft Bings… • 腾讯、搜狗…
• ISPRS大会 • ……
10
国内外研究现状
美国南加州大学机器人与智能系统研究所(IRIS)：MURI项目 美国麻省大学(UMass)计算机系：RADIUS项目和APGD项目 瑞士苏黎世高等工业大学大地测量与摄影测量研究所
(IGP):AMOBE项目，ATOMI项目 英国牛津大学机器人研究组：IMPACT项目 德国波恩大学摄影测量研究所(IPB)：IMPACT项目 比利时Leuven Katholieke大学：IMPACT项目 法国ENST大学: IMPACT项目 德国斯图加特大学摄影测量研究所(IFP) 荷兰Delft技术大学摄影测量与遥感系 MIT, CMU, 洛杉矶大学朱纯松教授
•低级处理：特征提取 •中级处理：建筑物模型的表示和描述 ？ •高级处理：匹配和推理 ？
引自：Przemyslaw Musialski, etal. A Survey of Urban Reconstruction. EUROGRAPHICS 2012
会议
• IEEE Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) • the International Conference on Computer Vision（ICCV） • Europeon Conference on Computer Vision （ECCV）
5
地物自动提取的目的和意义
减少数据采集的时间
• 人工采集速度很慢 • GIS数据采集是GIS应用的瓶颈
提高GIS数据的质量
• 人工数据点有限 • 人工采集质量不一致
6
人与计算机的优势
操作员：
• 认知、识别能力很强 • 逐点数字化：速度慢，容易疲劳 • 测量重复性差
计算机软件：
• 计算机速度不断提高，不会疲劳 • 认知、识别能力差，经学习后能力不断提高 • 测量重复性很好
7
地物自动采集的分类
单影像：单张影像理解
• 采集二维数据
多影像：立体摄影测量
• 同一传感器的多角度影像 • 三维数据采集
多传感器影像与多源数据
• 影像融合 • 数据融合
8
地物自动提取的对象
道路 建筑物 河流 湖泊 土地利用区域 ……
9
国内外研究现状
期刊
• Pattern Analysis and Machine Intelligence • Computer Vision and Image Understanding • Computer Vision and Pattern Recognition • ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing
……
11
国内外研究现状
中科院深圳先讲研究院 武汉大学 解放军信息工程大学 国防科技大学 模式识别国家重点实验室 图像处理与模式识别研究所 测绘科学研究院 ……
12
现有水平(基于影像重建筑物：2004年)
“The current state of automation in the reconstruction of buildings from aerial images is still surprisingly low. ….”
影
测 量 对应性关系
影像间同名特征间、影 像特征与空间特 征、…….
语义关系
影像理解、目标识别、地物 自动提取、GIS数据的自动 更新
3
问题的性质
解析关系：确定性
• 共线方程 • 共面条件 • ……
对பைடு நூலகம்性关系：不确定性
• 匹配的多义性
语义关系：模糊性、不确定性
• 影像上的物体与头脑中的物体匹配 • 每个人的认识不一样
作业
建筑物三维模型自动重建的数据源与重建技 术的发展
1
内容
地物自动提取的目的和意义 地物提取与影像理解 国内外研究现状 地物提取的模式与策略
• 数据驱动与模型驱动 • 地物提取的半自动与全自动化 • 处理流程举例
2
摄影测量的“3个”基本关
系
摄
解析关系
相邻影像间、影像与 空间、…….
引自：Ildiko Suveg, George Vosselman. Reconstruction of 3D building models from aerial images and maps. ISPRS, Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 58 (2004) 202– 224
“和交互式方法相比，全自动建模仍然存在显著的质量缺失， 最好的建模质量还是依赖多视影像交互建模得到的。”
14
难点
“The difficulty in obtaining a general solution to this problem can be attributed to the complexity of the reconstruction itself, as it involves processing at different levels: ”
“从航空影像重建建筑物的自动化水平还令人吃惊的低下。 虽然有了许多针对这一问题的算法和系统，然而一个通用的 自动重建系统还找不到。在限定的环境中有限的成功和部分 解决是当前的水平”
13
现有水平(建筑物：2012)
“Fully automatic modeling still suffers considerable quality
4
地物自动提取的目的和意义
各行业对地理数据的需求
• 土地管理、农业、林业 • 交通、电力、电信、城市管网 • 水利、消防、城市规划 • 环境、军事 • ……
娱乐业
• 真实城市场景的游戏
移动设备数字地图
• 汽车、桌面计算机 • Google Earth、Microsoft Bings… • 腾讯、搜狗…
• ISPRS大会 • ……
10
国内外研究现状
美国南加州大学机器人与智能系统研究所(IRIS)：MURI项目 美国麻省大学(UMass)计算机系：RADIUS项目和APGD项目 瑞士苏黎世高等工业大学大地测量与摄影测量研究所
(IGP):AMOBE项目，ATOMI项目 英国牛津大学机器人研究组：IMPACT项目 德国波恩大学摄影测量研究所(IPB)：IMPACT项目 比利时Leuven Katholieke大学：IMPACT项目 法国ENST大学: IMPACT项目 德国斯图加特大学摄影测量研究所(IFP) 荷兰Delft技术大学摄影测量与遥感系 MIT, CMU, 洛杉矶大学朱纯松教授
•低级处理：特征提取 •中级处理：建筑物模型的表示和描述 ？ •高级处理：匹配和推理 ？