Extração automática de contornos de telhados de edifício no espaço-objeto integrando um estéreo par de imagens aéreas de alta resolução e modelos 3D de telhado

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Ywata, Michelle Sayuri Yano
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Extração de telhados; Dados laser; Imagens aéreas; Snake; Programação Dinânima; Roof extraction; LiDAR data; Aerial images; Dynamic Programming
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/191211

Neste trabalho foi proposta uma metodologia para a extração de contornos de telhados de edifícios no espaço-objeto, a partir da integração de um estéreo par de imagens aéreas de alta resolução e modelos 3D aproximados de telhado obtidos a partir de dados de varredura a LASER. Um modelo matemático considerando as propriedades radiométricas e geométricas dos telhados foi formulado a fim de representar o contorno do telhado no espaçoimagem, tendo como base o modelo de contorno ativo Snake. Esse modelo foi então adaptado para descrever os contornos no espaço-objeto considerando um estéreo par de imagens aéreas. Finalmente, o polígono ótimo que representa um dado contorno do telhado foi determinado a partir da otimização, via Programação Dinâmica, da função de energia criada. A solução obtida é uma representação mais acurada para o correspondente contorno do modelo 3D do telhado. O método desenvolvido apresenta também mecanismos para realizar a compensação automática de três tipos de problemas comuns em ambientes urbanos e que podem prejudicar a extração automática de telhados: obstruções perspectivas causadas por edifícios elevados, obstruções diretas causadas por vegetação que se eleva acima do telhado e sombras adjacentes aos telhados, as quais podem ser confundidas com as bordas do telhado. Os experimentos foram realizados utilizando imagens aéreas com GSD ≈ 0,10 m e nuvem de pontos LASER com densidade média de 6 pontos/m2. Os resultados mostraram que o método funciona adequadamente na extração dos contornos de telhados em áreas contendo obstruções e sombras, apresentando valores médios de completeza e correção acima de 90%, e valores médios de RMSE abaixo de 0,5 m para as componentes E e N, e abaixo de 1 m para a componente H.