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第1章 绪论1

1.1 研究背景1

1.1.1 课题背景1

1.1.2 社会背景1

1.2 研究意义4

1.2.1 理论意义4

1.2.2 应用价值5

1.3 研究概念的界定6

1.3.1 城市建筑群6

1.3.2 建筑基础数据7

1.3.3 三维重建7

1.3.4 目标识别7

1.3.5 参数化技术8

1.3.6 遥感影像8

1.4 研究体系的设计8

1.4.1 研究内容8

1.4.2 研究方法10

1.4.3 技术平台11

1.4.4 研究框架12

1.5 主要创新点13

1.6 本章小结14

第2章 研究综述及研究思路的提出16

2.1 建筑物三维重建研究综述16

2.1.1 研究与应用现状16

2.1.2 技术方法分类19

2.1.3 研究现状评述23

2.2 基于遥感影像的建筑物目标识别研究综述24

2.2.1 建筑物目标识别概述24

2.2.2 国内外研究现状25

2.2.3 研究现状评述28

2.3 建筑物参数化建模研究综述29

2.3.1 建筑物参数化建模概述29

2.3.2 国内外研究现状31

2.3.3 研究现状评述33

2.4 研究思路的提出33

2.4.1 文献综述的启示33

2.4.2 研究思路的提出35

2.5 本章小结36

第3章 城市建筑群三维重建的“三元交叉框架”构建38

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”38

3.1.1 建筑物目标识别技术体系的解构38

3.1.2 建筑物参数化建模技术体系的解构41

3.1.3 建筑物三维重建技术体系的解构45

3.1.4 “二元并行框架”的剖析46

3.2 交叉途径分析49

3.3 重构：城市建筑群三维重建的“三元交叉框架”50

3.3.1 新框架的构建目标50

3.3.2 新框架的构建原则51

3.3.3 “三元交叉框架”的构建51

3.4 本章小结55

第4章 面向城市建筑群的遥感影像分割57

4.1 影像分割概述57

4.1.1 相关概念57

4.1.2 常见的分割方法57

4.1.3 存在的问题58

4.2 面向对象的多尺度区域合并分割方法59

4.2.1 概述59

4.2.2 面向对象的多尺度区域合并61

4.2.3 实验结果与分析65

4.3 基于量化合并代价的快速区域合并分割方法66

4.3.1 概述66

4.3.2 基于量化合并代价的快速区域合并68

4.3.3 实验结果与分析70

4.4 本章小结72

第5章 面向城市建筑群的矢量图形优化74

5.1 矢量图形优化概述74

5.1.1 相关概念74

5.1.2 常见的优化方法及主要问题74

5.2 基于删除代价的矢量图形单层次优化方法76

5.2.1 概述76

5.2.2 DCA算法77

5.2.3 数理分析78

5.2.4 实验分析82

5.3 面向遥感影像矢量化图形的多层次优化方法87

5.3.1 概述87

5.3.2 矢量化图形的多层次优化88

5.3.3 实验结果与分析93

5.4 面向建筑群的矩形拟合优化方法97

5.4.1 概述97

5.4.2 面向建筑群的矩形拟合优化98

5.4.3 实验结果与分析101

5.5 本章小结103

第6章 面向城市建筑群的三维信息提取及坐标修正105

6.1 基于扩展统计模型的建筑群高度提取方法105

6.1.1 建筑高度提取研究现状105

6.1.2 基于扩展统计模型的建筑群高度提取107

6.1.3 实验结果与分析111

6.2 城市建筑群层数估算模型112

6.2.1 三种层数估算模型112

6.2.2 实验结果与分析114

6.3 针对侧向航拍影像的建筑群坐标修正方法114

6.3.1 坐标误差的原因分析114

6.3.2 建筑群坐标修正方法116

6.4 本章小结117

第7章 面向城市建筑群的参数化建模118

7.1 概述118

7.2 “参—建分离”的系统架构设计120

7.3 参数管理模块设计121

7.3.1 参数与图元的关联121

7.3.2 参数的组织与管理124

7.3.3 属性块的恢复机制125

7.3.4 属性块的管理128

7.4 服务网站模块设计130

7.4.1 风格库管理子模块设计131

7.4.2 项目库管理子模块设计134

7.5 自动建模模块设计135

7.5.1 DXF-SHP文件格式自动转换方法135

7.5.2 CGA文法规则设计142

7.5.3 规则库框架及调用、传递机制设计147

7.5.4 自动化建模脚本设计152

7.6 实验结果与分析156

7.7 本章小结159

第8章 城市建筑群三维重建系统集成与实证研究160

8.1 系统集成及功能介绍160

8.1.1 CBRS子系统的集成及功能介绍160

8.1.2 CityUp子系统的集成及功能介绍162

8.2 城市建筑群三维重建实证研究——以杭州市西湖区为例165

8.2.1 三维重建（实验）总体设计165

8.2.2 CBRS子系统环境下的建筑群目标识别171

8.2.3 CityUp子系统环境下的建筑群参数化建模184

8.2.4 实验结果与指标验证190

8.3 本章小结205

第9章 总结与展望207

9.1 总结207

9.2 展望210

参考文献212

附录1 DCA算法的证明过程228

附录2 3DRS系统中本书方法的实现模块230

附录3 1～8单元城市建筑群三维重建实验记录239

后记255