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基于超算在线实景三维建模方法


技术摘要:
本发明公开了基于超算在线实景三维建模方法,将图像处理算法进行封装,打包成容器镜像的文件,将所述文件上传搭载到超算云,其特征在于,包括以下步骤:无人机航拍采集图像数据;创建建模任务,在页面中选择图像数据所在位置上传图像数据,这些图像数据通过上传接口直  全部
背景技术:
现有的三维建模主要分两种。一种是本地单机三维建模,由本地软件搭配本地服 务器所组织构建而成,其工作原理是本地软件连接本地高性能服务器,图像数据通过软件 上传服务器后,调整参数进行三维建模。建模后从服务器中下载模型,再用有查看模型软件 的机器对模型进行查看。此种方法操作繁琐、高人工成本且大数据量时耗时长。 另一种是在线三维建模,此种方法未基于超算云,不可同时多个建模任务进行,且 不稳定、效率低、建模失败无法查看失败原因,不能在线管理建模数据,两种方法都有很大 的弊端。
技术实现要素:
为了克服上述现有技术的不足,本发明提供了一种具有低人工成本、高建模效率、 几乎一键操作、可同时多个建模任务并行、可追溯建模过程等优点的基于超算在线实景三 维建模。 本发明的技术方案是: 基于超算在线实景三维建模方法,将图像处理算法进行封装:任务开始前将上传 的航拍建模图像数据通过封装代码传到云上的对象存储中;任务开始时MQ推送信息同时数 据库同步记录,通过程序内置命令启动容器,图像处理算法封装代码将图像处理算法运行 开始、运行中信息MQ推送,这样在线实景三维建模中可实时了解建模运行情况,将打包好的 镜像文件在容器中运行,进行图像算法处理且建模产生的中间文件在云上输出;建模成功 时,MQ推送到数据库记录与页面中,最后在云上输出建模结果;若运行中出现异常时,也是 通过MQ推送,返回错误信息。其中MQ就是消息队列,将所述文件上传搭载到超算云,包括以 下步骤: 无人机航拍采集图像数据; 创建建模任务,在页面中选择图像数据所在位置上传图像数据,填写任务名称、选 择模型格式、上传图片后提交任务,任务提交成功后该任务的状态会变为建模中状态,任务 提交成功后该任务的状态会变为建模中状态以进行建模; 验证上述建模模型,若建模完成,则可以下载模型及空三报告或在线实景查看模 型。 在本发明的一个优选实施例中,所述文件包括但不限于图像处理算法,还包括图 像处理算法所需的全部依赖、类库、配置文件。 在本发明的一个优选实施例中,所述图像处理算法包括十五个步骤的算子,具体 包括如下:特征提取、图像匹配、特征匹配、自动空三、图像去畸变、领域图像选择、深度图计 3 CN 111612905 A 说 明 书 2/4 页 算、深度图过滤、深度图融合、点云颜色计算、点云网格化、网格纹理映射。图像处理算法在 镜像容器中进行算法处理:首先要提取上传的每个图像的特征点,采用尺度不变特征转换 即sift算法,在空间尺度中寻找极值点,提取出其位置、尺度等信息数据并进行描述,一个 图像的尺度空间L(x,y,σ) ,定义为原始图像I(x,y)与一个可变尺度的二维高斯函数G(x,y, σ)卷积运算。二维空间高斯函数表达式为 图 像的尺度空间就是二维高斯函数与原始图像卷积运算后的结果,尺度空间的表达式为L(x, y,σ)=G(x,y,σ)*I(x,y),σ为图像尺度参数,然后将对图像提取的特征点进行两两匹配;通 过空三、图像去畸变、邻域图像选择生成点云,然后经过图像深度计算、过滤且融合点云并 标注颜色生成最终点云并带有颜色;点云网格化是一个马尔可夫随机场优化(MRF) ,需要同 时优化数据项(unary)和一阶平滑项(smooth),这个过程相当于在数据项(四面体)里面寻 找可视性最优并且邻域法向一致的边界面片,在最终带颜色的点云中把带有相邻的三维坐 标及邻域信息等的点云两两相连形成稳定性较强的三角网格,通过重建曲度等形成三维网 格;最后通过贴纹理的方式把从原始图片中抽取的纹理图贴在网格上形成最终模型。 在本发明的一个优选实施例中,根据处理需要分别连接若干个算子,所述每个步 骤算子根据命令启动的方式创建为多个算子,将每个步骤算子拖拽到可视化的区域内,通 过前后顺序连线的方式连接成一个具体的建模流程。 在本发明的一个优选实施例中,所述特征提取主要是通过影像中相似同名点即特 征点进行判断提取,然后通过同名点进行特征匹配后续步骤,都是用的尺度不变特征变换 的方法,即sift。 在本发明的一个优选实施例中,所述图像数据为有GPS信息,则建出的模型有坐标 和限定范围。 在本发明的一个优选实施例中,所述图像数据无GPS信息,无GPS信息的图像数据 处理包括以下两种:一种是有单独的GPS文件,就需要在特征提取之后加一步从文件中获取 GPS信息,GPS信息文件与图像数据在同级别存储即可; 另一种是无单独GPS文件,需要把图像数据匹配的参数需要调整为:num_query= 100,num_spatial=100。 本发明的有益效果是: 把传统三维建模结合最新空间大数据超算技术,形成一个基于超算在线实景三维 建模,给国土空间地理信息行业带来质的飞跃。超算云的优势是:可以在数据感知和应用感 知的基础上满足应用对分布式计算和存储的超大规模、超高吞吐量和极限性能的要求;着 重强调了存储和计算的联合设计、多异构计算框架之间的联合设计。高效稳定、快速便捷已 成为现代社会所追求的,传统行业 成熟热门新技术已是趋势。 附图说明 图1是基于超算在线实景三维模型流程图; 图2是基于超算在线实景三维模型流程图补充解读图; 图3是基于超算在线实景三维模型的建模时长与其他产品对比图; 图4是基于超算在线实景三维模型的在线创建建模任务草图; 4 CN 111612905 A 说 明 书 3/4 页 图5是基于超算在线实景三维模型的在线任务执行流程进度草图; 图6是基于超算在线实景三维模型的在线查看及下载模型草图。
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