استخراج و بازسازی سه بعدی عارضه ساختمان با استفاده از داده های اپتیکی و لیدار
چکیده
در این مقاله روشی جهت آشکارسازی ساختمان ها و بازسازی مدل سه بعدی آن ها از طریق تصویر هوایی و داده های لیدار ارائه شده است. این پژوهش شامل سه مرحله کلی آشکارسازی ساختمان ها، بازسازی مرز دو بعدی ساختمان ها و بازسازی مدل سه بعدی ساختمان ها می باشد. در مرحله آشکارسازی ساختمان ها، عوارض غیرزمینی (درختان و ساختمان ها) از روی داده های لیدار استخراج می شوند و سپس جهت تفکیک ساختمان ها از درختان، طبقه بندی براساس ماشین های بردار پشتیبان (svms) بکار گرفته شده است. داده های آموزشی جهت انجام طبقه بندی ماشین های بردار پشتیبان بصورت نیمه اتوماتیک انتخاب شده است. جهت بهبود نتایج آشکارسازی ساختمان ها نیز ابتدا از عملگرهای مورفولوژی ریاضی استفاده شده است و سپس جداسازی ساختمان های غیرهم ارتفاع بر اساس دسته بندی k-means انجام گرفته است. نتایج ارزیابی ها موفقیت روش پیشنهادی را در آشکارسازی ساختمان های بزرگ و کوچک نشان می دهند بطوری که شاخص های پیکسل مبنا جامع بودن، صحیح بودن و کیفیت برای روش پیشنهادی به ترتیب 60/86%، 10/99%، 92/85% می باشند. در مرحله بازسازی مرز دو بعدی ساختمان ها، مرزهای دو بعدی ساختمان ها بعد از برداری کردن با خلاصه سازی و عمود سازی استخراج گردیده اند. در این تحقیق، بازسازی سه بعدی ساختمان در سطح lod2 انجام گرفته است. جهت کشف ساختار سقف ساختمان ها، ابتدا پارامترهای صفحه برازش یافته به نقاط لیدار بدست می آیند و با در نظر گرفتن این پارامترها بعنوان ویژگی های هر ساختمان، دسته بندی iso-data انجام گرفته است که در نهایت نتایج این دسته بندی بیانگر تعداد سطوح صفحه ای هر ساختمان می باشد. با ادغام صفحات نزدیک و موازی و برازش صفحه به هر سطح صفحه ای، تعداد و پارامترهای سطوح صفحه ای هر ساختمان مشخص گردیده است. با تقاطع این سطوح و بدست آوردن نقاط میانی و نقاط مرزی هر ساختمان، ساختار سقف ساختمان ها بازسازی شده اند. دیوارهای ساختمان نیز بطور قائم بر روی مرز دو بعدی ساختمان قرار گرفته اند. مقدار rms ارتفاعی صفحات تعیین شده برای ساختار سقف ساختمان ها 4/0 متر و مقدار خطای rms کلی رئوس پلیگون های این صفحات 9/0 متر می باشد.