Extração e refinamento de contornos de telhados utilizando descritores geométricos e integração de dados LiDAR e imagens aéreas

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Carrilho, André Caceres
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Extração de contornos de telhados; Dados svla; Imagens aéreas; Building roof extraction; Lidar data; Aerial imagery; Building boundary extraction; ALS data
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/217583

Este trabalho trata da extração automática de telhados de edificações a partir de dados de Sistema de Varredura LASER Aerotransportado (SVLA) e imagens aéreas de alta resolução. O foco se refere à regularização de telhados cujo contorno tenha sido obstruído por algum outro objeto, como copas de árvore, por exemplo. Existem diversos problemas envolvidos nesse processo, tais como a preparação dos dados (remoção de ruídos, segmentação de objetos e classificação), extração dos contornos, modelagem dos contornos, detecção das oclusões e a reconstrução do contorno. Dentre as contribuições desta Tese de doutorado, a principal é a utilização de descritor geométrico (assinatura do contorno) como uma maneira de modelar o polígono e detectar possíveis obstruções. Embora não seja possível resolver todos os casos, como oclusões severas, a abordagem proposta deve auxiliar na automação de processos por meio da diminuição da intervenção do operador. Além da contribuição mencionada, outras soluções foram propostas para etapas como a remoção de pontos espúrios, filtragem do modelo digital de terreno (MDT) utilizando um método adaptativo de ajuste de superfície polinomial bivariada, integração da informação radiométrica na nuvem de pontos, e a extração de contornos de telhados utilizando redes neurais convolucionais (RNC). Os experimentos foram realizados com dados derivados do Unesp Photogrammetry Data Set, adquiridos sobre o município de Presidente Prudente, São Paulo, Brasil. As análises quantitativas dos experimentos realizados demonstram que o método proposto consegue reconstruir obstruções em telhados de edificações que não sejam muito severas, isto é, não sejam maiores que 1/3 do segmento linear da borda do telhado e que não sejam em uma quina (vértice) do polígono. Além disso, todas as etapas precedentes apresentaram resultados satisfatórios, como a acurácia global da classificação acima de 93%.