استخراج و بازسازی سه بعدی عارضه ساختمان با استفاده از داده‌های اپتیکی و لیدار

در این مقاله روشی جهت آشکارسازی ساختمان‌ها و بازسازی مدل سه بعدی آن‌ها از طریق تصویر هوایی و داده‌های لیدار ارائه شده است. این پژوهش شامل سه مرحله کلی آشکارسازی ساختمان‌ها، بازسازی مرز دو بعدی ساختمان‌ها و بازسازی مدل سه ‌بعدی ساختمان‌ها می‌باشد. در مرحله آشکارسازی ساختمان‌ها، عوارض غیرزمینی (درختان و ساختمان‌ها) از روی داده‌های لیدار استخراج می‌شوند و سپس جهت تفکیک ساختمان‌ها از درختان، طبقه‌بندی براساس ماشین‌های بردار پشتیبان (SVMs) بکار گرفته شده است. داده‌های آموزشی جهت انجام طبقه‌بندی ماشین‌های بردار پشتیبان بصورت نیمه‌اتوماتیک انتخاب شده است. جهت بهبود نتایج آشکارسازی ساختمان‌ها نیز ابتدا از عملگرهای مورفولوژی ریاضی استفاده شده است و سپس جداسازی ساختمان‌های غیرهم‌ارتفاع بر اساس دسته‌بندی K-Means انجام گرفته است. نتایج ارزیابی‌ها موفقیت روش پیشنهادی را در آشکارسازی ساختمان‌های بزرگ و کوچک نشان می‌دهند بطوری که شاخص‌های پیکسل‌مبنا جامع‌بودن، صحیح بودن و کیفیت برای روش پیشنهادی به ترتیب 60/86%، 10/99%، 92/85% می‌باشند. در مرحله بازسازی مرز دو بعدی ساختمان‌ها، مرزهای دو بعدی ساختمان‌ها بعد از برداری کردن با خلاصه‌سازی و عمود‌سازی استخراج گردیده‌اند. در این تحقیق، بازسازی سه بعدی ساختمان در سطح LOD2 انجام گرفته است. جهت کشف ساختار سقف ساختمان‌ها، ابتدا پارامترهای صفحه برازش یافته به نقاط لیدار بدست می‌آیند و با در نظر گرفتن این پارامترها بعنوان ویژگی‌های هر ساختمان، دسته‌بندی ISO-DATA انجام گرفته است که در نهایت نتایج این دسته‌بندی بیانگر تعداد سطوح صفحه‌ای هر ساختمان می‌باشد. با ادغام صفحات نزدیک و موازی و برازش صفحه به هر سطح صفحه‌ای، تعداد و پارامترهای سطوح صفحه‌ای هر ساختمان مشخص گردیده است. با تقاطع این سطوح و بدست آوردن نقاط میانی و نقاط مرزی هر ساختمان، ساختار سقف ساختمان‌ها بازسازی شده‌اند. دیوارهای ساختمان نیز بطور قائم بر روی مرز دو بعدی ساختمان قرار گرفته‌اند. مقدار RMS ارتفاعی صفحات تعیین شده برای ساختار سقف ساختمان‌ها 4/0 متر و مقدار خطای RMS کلی رئوس پلیگون‌های این صفحات 9/0 متر می‌باشد.