7．3　城市立交橋的三維重建

立交橋模型是數(shù)字城市模型中的基礎(chǔ)內(nèi)容之一，目前對該類模型的研究多停留在CAD設(shè)計領(lǐng)域，設(shè)計者通常是以面向二維的思路來設(shè)計立交橋，成果一般只能是平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖，本質(zhì)上僅模仿了現(xiàn)有的人工作圖方法，未能從根本上表示出立交橋的復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)，更沒有表示其三維拓撲關(guān)系。在目前已開發(fā)的一些數(shù)碼城市軟件中，對建立立交橋這類復(fù)雜人工地物的模型也做了一些有益的嘗試，但仍然沒能很好地解決立交橋的建模問題，基本上都是從設(shè)計領(lǐng)域?qū)霐?shù)據(jù)，建立CAD模型或3DS模型，該類模型只能提供基本的瀏覽功能，仍未完整表示出各匝道間的拓撲關(guān)系，滿足不了空間分析和可視導(dǎo)航的需求，因此立交橋三維建模是亟待解決的難題。

利用數(shù)字攝影測量技術(shù)從大比例尺數(shù)字影像來重建城市人工目標三維模型是當前比較流行的建模方法，本節(jié)嘗試從數(shù)字影像立體重建立交橋的三維模型的方法。首先依據(jù)航空影像三維重建原理，從影像中提取較為精確的三維立交橋輪廓線。結(jié)合立交橋設(shè)計方法，創(chuàng)建基于航空立體影像對的重現(xiàn)點—線—多邊形—匝道—體的立交橋三維模型。

具體實現(xiàn)方法，可依據(jù)立體影像平臺，采用模糊邊緣檢測算法，對核線立體影像對的左右片分別自動提取邊緣，然后根據(jù)模板匹配得到精確的匝道邊界。同時根據(jù)核線約束條件，得到物方的三維匝道邊緣信息。再通過曲線內(nèi)插出邊緣特征點，依據(jù)立交橋三維模型，構(gòu)造出匝道的三維模型。對于有遮擋的下層立交橋匝道，采用人工輸入種子點的辦法，結(jié)合提取的局部邊緣信息，然后用三次樣條插值的辦法得到匝道的描述函數(shù)。對匝道連接的兩條主線分別內(nèi)插出等間隔的點，用于構(gòu)造立交橋匝道三維模型。