استخراج و بازسازي سه بعدي عارضه ساختمان با استفاده از داده هاي اپتيكي و ليدار

در اين مقاله روشي جهت آشكارسازي ساختمان ها و بازسازي مدل سه بعدي آن ها از طريق تصوير هوايي و داده هاي ليدار ارائه شده است. اين پژوهش شامل سه مرحله كلي آشكارسازي ساختمان ها، بازسازي مرز دو بعدي ساختمان ها و بازسازي مدل سه بعدي ساختمان ها مي باشد. در مرحله آشكارسازي ساختمان ها، عوارض غيرزميني (درختان و ساختمان ها) از روي داده هاي ليدار استخراج مي شوند و سپس جهت تفكيك ساختمان ها از درختان، طبقه بندي براساس ماشين هاي بردار پشتيبان (SVMs) بكار گرفته شده است. داده هاي آموزشي جهت انجام طبقه بندي ماشين هاي بردار پشتيبان بصورت نيمه اتوماتيك انتخاب شده است. جهت بهبود نتايج آشكارسازي ساختمان ها نيز ابتدا از عملگرهاي مورفولوژي رياضي استفاده شده است و سپس جداسازي ساختمان هاي غيرهم ارتفاع بر اساس دسته بندي K-Means انجام گرفته است. نتايج ارزيابي ها موفقيت روش پيشنهادي را در آشكارسازي ساختمان هاي بزرگ و كوچك نشان مي دهند بطوري كه شاخص هاي پيكسل مبنا جامع بودن، صحيح بودن و كيفيت براي روش پيشنهادي به ترتيب 86/60%، 99/10%، 85/92% مي باشند. در مرحله بازسازي مرز دو بعدي ساختمان ها، مرزهاي دو بعدي ساختمان ها بعد از برداري كردن با خلاصه سازي و عمود سازي استخراج گرديده اند. در اين تحقيق، بازسازي سه بعدي ساختمان در سطح LOD2 انجام گرفته است. جهت كشف ساختار سقف ساختمان ها، ابتدا پارامترهاي صفحه برازش يافته به نقاط ليدار بدست مي آيند و با در نظر گرفتن اين پارامترها بعنوان ويژگي هاي هر ساختمان، دسته بندي ISO-DATA انجام گرفته است كه در نهايت نتايج اين دسته بندي بيانگر تعداد سطوح صفحه اي هر ساختمان مي باشد. با ادغام صفحات نزديك و موازي و برازش صفحه به هر سطح صفحه اي، تعداد و پارامترهاي سطوح صفحه اي هر ساختمان مشخص گرديده است. با تقاطع اين سطوح و بدست آوردن نقاط مياني و نقاط مرزي هر ساختمان، ساختار سقف ساختمان ها بازسازي شده اند. ديوارهاي ساختمان نيز بطور قائم بر روي مرز دو بعدي ساختمان قرار گرفته اند. مقدار RMS ارتفاعي صفحات تعيين شده براي ساختار سقف ساختمان ها 0/4 متر و مقدار خطاي RMS كلي رئوس پليگون هاي اين صفحات 0/9 متر مي باشد.