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ISSN?0253-3782 CN?11-2021/P

基于无人机倾斜影像的三维建筑物震害精细信息提取

荆帅军 ,? 帅向华 ,? 甄盟

引用本文: 荆帅军,?帅向华,?甄盟. 2019.?基于无人机倾斜影像的三维建筑物震害精细信息提取.?地震学报,?41(3):?366-376. doi: 10.11939/jass.20180114 shu
Citation:? Jing Shuaijun,?Shuai Xianghua,?Zhen Meng. 2019.?Fine information extraction of 3D building seismic damage based on unmanned aerial vehicle oblique images.?Acta Seismologica Sinica,?41(3):?366-376. doi: 10.11939/jass.20180114 shu

基于无人机倾斜影像的三维建筑物震害精细信息提取

    通讯作者: 帅向华, shuaixhua@sina.com
摘要: 无人机倾斜摄影技术建模生成的三维影像较好地展现了建筑物侧面和顶面的震害细节信息,然而影像的高维度特性难以直接基于三维影像提取震害信息,经过降低维度转换的二维纹理影像往往会导致建筑物震害信息的不完整性和破碎性。针对这些问题,本文以2017年九寨沟MS7.0地震为例,提出了一种直接从九寨沟震后三维影像获取侧面纹理信息的方法,即将三维模型打散,实现纹理与不规则三角网分离,从而获取完整的纹理影像,然后利用金字塔模型的瓦片坐标范围、瓦片命名规则和建筑物单体的空间位置选取最优纹理影像,再使用加权均值方差法确定纹理影像中建筑物的外墙最佳分割尺度后,采用面向对象方法提取建筑物外墙和墙皮脱落信息,最后通过对这些建筑物震害特征的分析,判定单体建筑物的破坏等级。结果显示,该方法成功获取了建筑物完整的侧面震害纹理影像,并基于纹理影像提取了外墙、裂缝和墙皮脱落区域信息判定建筑物单体为中等、严重两个破坏等级。

English

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  • 图?1? 千古情风景区建筑物的三维模型和纹理影像

    Figure?1.? Three-dimensional models and texture images of building in Qianguqing scenic spot

    图?2? 分割尺度分别为30 (a),90 (b),50 (c)和70 (d)的千古情风景区建筑物的纹理影像

    Figure?2.? Texture images of the building in Qianguqing scenic spot with scales of 30 (a),90 (b),50 (c) and 70 (d)

    图?3? 对象加权均值方差随分割尺度的变化图

    Figure?3.? Variation of weighted mean variance of object with segmentation scale

    图?4? 千古情风景区建筑物震害信息提取结果

    Figure?4.? Extraction results of building seismic damage information in Qianguqing scenic spot

    图?5? 漳扎镇邮政储蓄银行震害信息提取结果

    Figure?5.? Extraction results of building seismic damage information in Zhangzha town postal savings bank

    图?6? 藏式碉楼建筑物震害信息提取结果

    Figure?6.? Seismic damage information extraction results of Tibetan watchtower building

    建筑物震害信息提取对象特征参数及其阈值
    外墙面$\tfrac{{\overline R }}{{\overline R {\simfont\text{+}} \overline G {\simfont\text{+}} \overline B }}$>0.42,72<$\tfrac{{{\overline{R}} {\simfont\text{+}} {\overline{B}} {\simfont\text{+}} {\overline{G}} }}{3}$<144,267<A<543,0.5<C<0.8,7<GLDV<32
    墙皮脱落处0.56<Y<1,?41<2$ {\overline { G}} $${\overline { B}} $${\overline { R}} $<?28,16<GLDV<24,1.8<S<2.6,1.3<C<2.3

    表?1? 规则集特征参数及阈值

    Table?1.? Feature parameters and thresholds of rule sets

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  • 通讯作者:? 帅向华, shuaixhua@sina.com
  • 收稿日期:? 2018-10-01
  • 录用日期:? 2019-01-07
  • 网络出版日期:? 2019-05-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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