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中国科学地球科学
研究论文 2015年3月 卷.58 数字3: 448–461
基于视觉特点的实时可视化的三维城市模型在街道
毛波1 2 班亦芳3 和 拉斯·哈利4
1江苏省电子商务的重点实验室,南京财经大学，南京210003年中国;
2计算机科学与工程学院,南京科技大学，南京210094年中国;
3城市规划和环境中,瑞典皇家理工学院，se - 10044斯德哥尔摩,瑞典;
4自然地理和生态系统科学隆德大学，Box118,se - 223 62隆德,瑞典
2014年3月18日收到；2014年7月22日接受；2014年10月17日在线发表
街道可视化是一个重要的三维城市模型的应用。对于街道可视化的挑战包括由于细节和可视化性能弄乱的建筑。本文提出了一种基于视觉的可视化特点的评估新方法“街道等级”。该方法的基本思想是保护这些突出的建筑，删除那些隐时场景。该方法可以分为预处理和实时可视化程序。前处理的第一步是转换 3D 建模成 LoD1 模型与简化地面计划在更高的层次细节 (Lod)。然后，沿着街道，创建大量的索引观点这些指标是指的位置和方向的每个街道的站点。一个视觉显著性值计算的每个方面基于视觉上的原始模型和广义的模型之间的差异的索引网站的建设。我们计算和评价视觉显著性的三种方法︰局部差异、 全球差异和最低的投影面积。通过将观察员映射到其最近的指数开始的实时可视化过程。街道视图然后生成基于这些索引中存储的信息建设。用户研究表明，当地的视觉显著性方法执行比做全球视觉显著性，地区和基于图像的方法，本文提出的框架可以提高性能的三维可视化。
关键词︰三维城市模型街道级可视化索引观点视觉显著性
引文:毛波，班亦芳，拉斯·哈利 2015。实时可视化的三维城市模型在街道根据视觉特点。中国科学:地球科学, 58:448 - 461 .卷10.1007 / s11430 - 014 - 4955 - 8
三维城市模型广泛应用于多种领域(科尔伯,2008)。街道的可视化是一个基本的应用程序,因为我们的许多日常活动都发生在街道层面,如导航和旅行。这个应用程序也是三维城市模型的主要优势与传统二维地图。
街道可视化的一个主要挑战是建筑物的弄乱。另一个挑战是可视化本身的性能,它对于移动设备尤为重要或互联网浏览器越来越多地用于三维位置相关的应用程序(Rakkolainen Vainio,2001; 努尔米 2008; 宋等 .,2009)。这些挑战要求街道可视化的有效方法。
在现实中,可见建筑的数量是有限的在街道上,所以只有可见的应该生成一个三维场景加载一个特定的观点。与此同时,这些建筑有不同程度的重视观众由于它们的颜色、大小或位置。因此,我们可以进一步简化选择的三维场景只有那些建筑最突出的观众。
本研究的总体目标是提高街道三维城市模型的可视化功能。有三个具体目标：首先是开发评价算法来评估每个建筑在街道上的视觉特点。我们建议和测试区,地方和一个方法来计算视觉特点。第二个目标是创建一个结构能够存储每个建筑的视觉显著信息实时可视化的支持。最终的目的是改善性能的实时可视化使用设备上用小处理器,例如移动设备或互联网浏览器。
1 街道三维可视化研究/泛化和建筑特点
1.1 街道可视化 三维城市模型的街面视图从工业和学术领域引起了人们的注意。谷歌推出街景服务5月25日,2007(文森特,2007)。其他公司,如微软(科夫等 .,2010)、腾讯(http://map.qq.com,于2013年12月13日通过),还提供了几个城市的街景服务。这些街景服务等已经应用于许多应用程序可访问性识别(哈瑞 等 . 2013)和驾驶员辅助系统(塞尔曼等 . 2012)。然而,这些现有的街景服务主要是基于图像对某些应用程序需要三维视图不足。因此,研究人员正在试图构建和使用对象的三维城市模型在街道上。例如, 肖等。(2009)提出了一个基于图像的街道城市建模方法,街景图片作为输入,生成三维点和线的建筑使用SFM(structure-from-motion),然后使用图像分割将纹理映射。 李(2009)介绍一个健壮的三维重建系统,结合了SFM过滤器和束调整。 米卡斯柯和阔塞卡(2009)三维城市建模在街道上使用全景序列。目前,三维城市模型在街景的数量大幅增加通过实现自动三维重建方法。考虑到三维城市模型的数据量在街景中,这些模型的泛化是需要可视化效率的提高。
1.2 推广三维建筑物 泛化方法可以用来简化二维地图和三维城市模型。几项研究已经进行,简化单三维建筑(塞曼 2002; 福伯格 2007; 卡达 2002;塞斯特和布伦纳,2000年)和建筑集团(安德斯,2005; 毛等,2011;古尔克等 .,2011; 毛和班,2013).
观点已经考虑在三维概括研究，朱等。(2002)三维城市模型分为阻塞和加载围绕一个观点在动态可视化。他们也选择不同的钟表基于块的三维城市模型距离的观点。然而,在这个方法中某些长途标志性建筑可能会有遗漏。 帕里等。(2002)提出了一个独立的观点：结构简化高分辨率三维城市立面。然而,很少有研究关注的选择建筑街道可视化,这是本文的重点。
1.3 视觉特点的建筑 根据 艾特 等。(1998),视觉显著被定义为一个视觉上的重要的一个对象是一个查看器。科学家已经证明,在人类视觉特点识别过程的影响(闫提思,2005; 科尔等 ,2004; 汤普森和毕茶特,2005)。视觉特点一直被应用在许多领域,如自动目标检测(艾特和科赫2000),机器人(菲力套普等 .,2006)和视频压缩(艾特 2004)。在三维相关应用,特点是主要用于形状增强( 金姆和威尔系,2006年),形状简化(门泽尔和古塞,2010),照明(李等 .,2009)、角度的选择(莫拉塔 和斯帕克诺,2009)和形状匹配(苗和冯,2010).
发现地图上在地理信息科学、使用特点上的地标(资料编号：[147198]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
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