Przydatność danych lidarowych do zwiększenia potencjału informacyjnego bazy danych topograficznych w klasie „drzewo”

• Autorzy: Piasecka Ż. , Pluto-Kossakowska J.

Warianty tytułu

EN

LiDAR data for increasing the informational potential of topographical database in case of “tree” features

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem artykułu jest przedstawienie możliwości aktualizacji Bazy Danych Obiektów Topograficznych (BDOT10k) oraz zaprezentowanie koncepcji pozyskania dodatkowych danych w celu zasilenia, a tym samym zwiększenia potencjału informacyjnego bazy danych. Koncepcja aktualizacji, jak i pozyskania dodatkowych danych polega na wykorzystaniu chmury punktów pozyskanej za pomocą lotniczego skanowania laserowego. Dokonano przeglądu literatury z zakresu aktualizacji baz danych, głównie BDOT10k, a także z zakresu systemu LiDAR i metod ekstrakcji obiektów z chmury punktów. W badaniach przeprowadzono detekcję pojedynczych drzew metodą automatyczną w oprogramowaniu ENVI LiDAR wraz z oceną dokładności. Obiekty będące wynikiem ekstrakcji w ENVI LiDAR porównano z drzewami występującymi na badanym obszarze testowym. Problemem przy identyfikacji drzew było określenie optymalnego parametru minimalnej wartości promienia korony drzewa. Przedstawiono możliwość edycji w celu wyeliminowania błędów i przygotowania klasy obiektów „drzewo” oraz jej atrybutów do zasilenia BDOT10k. W artykule przedstawiono również możliwości aktualizacji wybranych obiektów bazy na podstawie chmury punktów, a także podjęto dyskusję na temat potrzeby zasilenia bazy obiektami typu „pojedyncze drzewo”. Badania będące przedmiotem artykułu mają znaczenie dla późniejszej możliwości konwersji tak bogatej informacyjnie bazy do postaci 3D, w celu stworzenia trójwymiarowych modeli miast. Uzyskane wyniki potwierdzają przydatność danych LiDARowych do aktualizacji i pozyskiwania dodatkowych obiektów z dobrą skutecznością. Napotkane problemy i wyniki automatycznej detekcji udowadniają, że obiekty pozyskane zaproponowaną metodą wymagają manualnej edycji. W ramach badań, oprócz detekcji i ekstrakcji obiektów, zaproponowano modyfikację schematu aplikacyjnego dla klasy obiektów „obiekty inne”, w przypadku zasilenia jej pojedynczymi drzewami.

EN

The subject of this paper is to present the possibility of updating of selected object class in topographical database (BDOT10k) and to present the concept of obtaining additional data in order to supply and thereby increase the potential of the database in case of “tree” features. The object “tree” detection and extraction are based on the point cloud set obtained by airborne laser scanning (LiDAR). A literature review in the field of topographical database updating, mainly BDOT10k, and the methods of object extraction from the point cloud was performed. The extraction of individual trees was carried out by an automated method in ENVI LiDAR software. The accuracy assessment of tree objects extraction was made based on actual state of trees (field measurement). The main problem with trees extracting was determination of the optimum parameter of tree crowns radius. In order to eliminate errors and to prepare layers and attributes, the possibility of editing and detection improvement was presented. The discussion of database updating possibility and necessity based on point cloud in case of “tree” features was presented. The research undertaken is important for the subsequent conversion of such information-rich database to 3D in order to create three-dimensional models of cities. The obtained results confirm the usefulness of LiDAR data for updating and obtaining “tree” objects with good efficiency. However, problems that were encountered and results of extraction prove that objects which are obtained by proposed automatic method require manual intervention. As part of the research, it was proposed to modify the application scheme for the „other objects” features in case of individual trees.

Słowa kluczowe

PL

BDOT10k; LiDAR; detekcja drzew; model 3D; aktualizacja bazy danych

EN

BDOT10k; LiDAR; tree detection; 3D model; database updating

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Geograficzne, Oddział Teledetekcji i Geoinformatyki
• Czasopismo: Teledetekcja Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 57
• Strony: 15--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piasecka Ż.

• Instytut Badawczy Leśnictwa Zakład Geomatyki Sękocin Stary ul. Braci Leśnej nr 3 05-090 Raszyn

autor

Pluto-Kossakowska J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Geodezji i Kartografii Zakład Fotogrametrii, Teledetekcji i Systemów Informacji Przestrzennej Pl. Politechniki 1 00-661 Warszawa

Bibliografia

• Bandyopadhyay M., van Aardt J., Cawse-Nicholson K., 2013, Classification and Extraction of Trees and Buildings from Urban Scenes Using Discrete Return LiDAR and Aerial Color Imagery, SPIE Proceedings 8731.
• Cisło U., 2008, Zarys koncepcji trójwymiarowej wielorozdzielczej bazy topograficznej, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji 18a, 49-57.
• Cisło-Lesicka U., 2010, Pozyskiwanie informacji 3D o budynkach dla potrzeb trójwymiarowej wielorozdzielczej bazy topograficznej, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji 21, 63-73.
• Cisło-Lesicka U., 2013, BDOT10k w postaci trójwymiarowej, rozdział w monografii: Rola bazy danych obiektów topograficznych w tworzeniu infrastruktury informacji przestrzennej w Polsce, Główny Urząd Geodezji i Kartografii, Warszawa.
• Mendela M., 2013, Wykorzystanie lotniczego skaningu laserowego do aktualizacji Bazy Danych Obiektów Topograficznych (BDOT10k), Seminarium Naukowe nt. „Problemy generalizacji kartograficznej współczesnych zasobów danych topograficznych”, Kraków.
• Mendela M., Borkowski A., 2013, Identyfikacja zbiorników wodnych, jako obiektów BDOT10k, w zbiorze danych lotniczego skaningu laserowego z wykorzystaniem algorytmu Alpha shape, Acta Scientiarum Polonorum, 13-26.
• Rozporządzenie 2011: Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 17 listopada 2011 r. w sprawie bazy danych obiektów topograficznych oraz bazy danych obiektów (…) (Dz.U. nr 279, poz. 1642).
• System Informacji Przestrzennej Wrocławia, http://gis.um. wroc.pl/imap3d/ (dostęp: 5.05.2015).
• Wężyk P., Szostak M., Tompalski P., 2010, Aktualizacja baz danych SILP oraz Leśnej Mapy Numerycznej w oparciu o dane z lotniczego skaningu laserowego, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji 21, 437-446.