基于目标识别和参数化技术的城市建筑群三维重建方法研究

吴宁，（1984— ），男，博士，浙江大学在职博士后，衢州学院讲师，中国城市规划学会会员。主要研究方向为建筑、规划领域新技术应用与开发。主持和参与实际建筑、规划、景观类项目30余项。主持国家自然科学基金、省自然科学基金、住建部科学计划项目、中国博士后科学基金资助项目各1项，作为核心成员参与省部级以上纵向课题近10项。发表论文20余篇（其中EI收录3篇，一级期刊4篇），申请或授权专利4项，获得计算机软件著作权4项，参与编写并出版教材1本。

第1章 绪论 1.1 研究背景 1.1.1 课题背景 1.1.2 社会背景 1.2 研究意义 1.2.1 理论意义 1.2.2 应用价值 1.3 研究概念的界定 1.3.1 城市建筑群 1.3.2 建筑基础数据 1.3.3 三维重建 1.3.4 目标识别 1.3.5 参数化技术 1.3.6 遥感影像 1.4 研究体系的设计 1.4.1 研究内容 1.4.2 研究方法 1.4.3 技术平台 1.4.4 研究框架 1.5 主要创新点 1.6 本章小结 第2章 研究综述及研究思路的提出 2.1 建筑物三维重建研究综述 2.1.1 研究与应用现状 2.1.2 技术方法分类 2.1.3 研究现状评述 2.2 基于遥感影像的建筑物目标识别研究综述 2.2.1 建筑物目标识别概述 2.2.2 国内外研究现状 2.2.3 研究现状评述 2.3 建筑物参数化建模研究综述 2.3.1 建筑物参数化建模概述 2.3.2 国内外研究现状 2.3.3 研究现状评述 2.4 研究思路的提出 2.4.1 文献综述的启示 2.4.2 研究思路的提出 2.5 本章小结 第3章 城市建筑群三维重建的“三元交叉框架”构建 3.1 解构：目标识别、参数化建模与三维重建的“二元并行框架” 3.1.1 建筑物目标识别技术体系的解构 3.1.2 建筑物参数化建模技术体系的解构 3.1.3 建筑物三维重建技术体系的解构 3.1.4 “二元并行框架”的剖析 3.2 交叉途径分析 3.3 重构：城市建筑群三维重建的“三元交叉框架” 3.3.1 新框架的构建目标 3.3.2 新框架的构建原则 3.3.3 “三元交叉框架”的构建 3.4 本章小结 第4章 面向城市建筑群的遥感影像分割 4.1 影像分割概述 4.1.1 相关概念 4.1.2 常见的分割方法 4.1.3 存在的问题 4.2 面向对象的多尺度区域合并分割方法 4.2.1 概述 4.2.2 面向对象的多尺度区域合并 4.2.3 实验结果与分析 4.3 基于量化合并代价的快速区域合并分割方法 4.3.1 概述 4.3.2 基于量化合并代价的快速区域合并 4.3.3 实验结果与分析 4.4 本章小结 第5章 面向城市建筑群的矢量图形优化 5.1 矢量图形优化概述 5.1.1 相关概念 5.1.2 常见的优化方法及主要问题 5.2 基于删除代价的矢量图形单层次优化方法 5.2.1 概述 5.2.2 DCA算法 5.2.3 数理分析 5.2.4 实验分析 5.3 面向遥感影像矢量化图形的多层次优化方法 5.3.1 概述 5.3.2 矢量化图形的多层次优化 5.3.3 实验结果与分析 5.4 面向建筑群的矩形拟合优化方法 5.4.1 概述 5.4.2 面向建筑群的矩形拟合优化 5.4.3 实验结果与分析 5.5 本章小结 第6章 面向城市建筑群的三维信息提取及坐标修正 6.1 基于扩展统计模型的建筑群高度提取方法 6.1.1 建筑高度提取研究现状 6.1.2 基于扩展统计模型的建筑群高度提取 6.1.3 实验结果与分析 6.2 城市建筑群层数估算模型 6.2.1 三种层数估算模型 6.2.2 实验结果与分析 6.3 针对侧向航拍影像的建筑群坐标修正方法 6.3.1 坐标误差的原因分析 6.3.2 建筑群坐标修正方法 6.4 本章小结 第7章 面向城市建筑群的参数化建模 7.1 概述 7.2 “参一建分离”的系统架构设计 7.3 参数管理模块设计 7.3.1 参数与图元的关联 7.3.2 参数的组织与管理 7.3.3 属性块的恢复机制 7.3.4 属性块的管理 7.4 服务网站模块设计 7.4.1 风格库管理子模块设计 7.4.2 项目库管理子模块设计 7.5 自动建模模块设计 7.5.1 DXF—SHP文件格式自动转换方法 7.5.2 CGA文法规则设计 7.5.3 规则库框架及调用、传递机制设计 7.5.4 自动化建模脚本设计 7.6 实验结果与分析 7.7 本章小结 第8章 城市建筑群三维重建系统集成与实证研究 8.1 系统集成及功能介绍 8.1.1 CBRS子系统的集成及功能介绍 8.1.2 CityUp子系统的集成及功能介绍 8.2 城市建筑群三维重建实证研究——以杭州市西湖区为例 8.2.1 三维重建（实验）总体设计 8.2.2 CBRS子系统环境下的建筑群目标识别 8.2.3 CityUp子系统环境下的建筑群参数化建模 8.2.4 实验结果与指标验证 8.3 本章小结 第9章 总结与展望 9.1 总结 9.2 展望 参考文献 附录1 DCA算法的证明过程 附录2 3DRS系统中本书方法的实现模块 附录3 1～8单元城市建筑群三维重建实验记录 后记