Ocena dokładności modelu 3D zbudowanego na podstawie danych skaningu laserowego - przykład Zamku Piastów Śląskich w Brzegu

• Autorzy: Borkowski A. , Józków G.

Warianty tytułu

EN

Accuracy assessment of 3D modelling using laser scanning data, case study of Silesian Piast Dynasty Castle in Brzeg

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Coraz większa dostępność technik skanowania laserowego z jednej strony i wzrost gęstości skanowania lotniczego skaningu laserowego z drugiej strony, przyczyniają się do wzrostu zainteresowania modelami 3D zabudowy, tworzonymi w oparciu o dane skaningu laserowego. Modele 3D zabudowy tworzone są coraz częściej na potrzeby zarządzania, administracji, analiz przestrzennych czy promocji miasta lub regionu. W ramach niniejszej pracy przeprowadzono analizę dokładności modelowania Zamku Piastów Śląskich w Brzegu. Model zamku zbudowano na zlecenie Urzędu Marszałkowskiego Województwa Opolskiego, na podstawie danych z lotniczego I naziemnego skaningu laserowego. Dane pozyskano odpowiednio: skanerem ScanStation 2 z rozdzielczością 2 cm na obiekcie i z wykorzystaniem systemu LiteMapper 6800i firmy Riegl z rozdzielczością 12 punktów na metr kwadratowy. Modelowanie wykonano na poziomie szczegółowości LoD3 (Level-of-Detail), to znaczy z uwzględnieniem detali, zarówno na dachach jak i ścianach budynków. Jako tekstury nałożono zdjęcia cyfrowe metodą transformacji rzutowej. Do modelowania wykorzystano program Cyclone 7.1 oraz opracowane w Instytucie Geodezji i Geoinformatyki programy do nakładania tekstur i konwersji danych. Ocenę dokładności modelowania przeprowadzono na podstawie niezależnych pomiarów terenowych wybranych elementów (punktów charakterystycznych) modelowanego obiektu. Pomiar wykonano z punktów niezależnej osnowy założonej techniką RTK, z wykorzystaniem dalmierza bezlustrowego. Obliczone współrzędne punktów potraktowano jako bezbłędne i porównano z odpowiednimi punktami modelu. W wyniku porównania otrzymano następujące średnie wartości odchyleń poszczególnych elementów modelu: 0.14 m dla elementów wektorowych, 0.13 m dla elementów tekstur. Uzyskane wartości świadczą o tym, że pod względem dokładności utworzone modele spełniają założenia dokładnościowe poziomu LoD4.

EN

Both the increasing availability of laser scanning techniques and the density augmentation of airborne laser scanning data contribute to the growing interest in building 3D models that are created on the basis of laser scanning data. More often 3D building models are being created for the management, administration, spatial analysis and promotion of the city or region. In this paper the modeling accuracy of the Silesian Piast Dynasty Castle in the Brzeg city was performed. The model of the castle based on airborne and terrestrial laser scanning data was built at the Opole Voivodeship Marshal's Office request. This data were obtained respectively by ScanStation 2 scanner with a resolution of 2 cm on the object and by Riegl LiteMapper 6800i system with resolution of 12 points per square meter. Modeling was performed at the level of detail LoD3. It means that details, both on roofs and walls of buildings were included. Textures were created on the basis of digital photos and converted with use of projective transformation. For modeling the Cyclone 7.1 software and developed in the Institute of Geodesy and Geoinformatics software for texturing and data conversion were used. Accuracy assessment was performed on the basis of independent field measurements of modeled object’s selected elements (characteristic points). Measurements were made with use of the reflectorless tachymeter basing on the independent geodetic warp established by RTK technique. The calculated coordinates of these points treated as error-free were compared with the corresponding points of the model. As a result of comparison the following mean values of deviations were obtained: 0.14 m for the vector components, 0.13 m for the texture components. The obtained values show that created models in terms of accuracy satisfy the assumptions of LoD4.

Słowa kluczowe

PL

LIDAR; TLS; modelowanie 3D; ocena dokładności

EN

lidar; TLS; 3D modelling; accuracy assessment

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 23
• Strony: 37--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Borkowski A.

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Instytut Geodezji i Geoinformatyki, telefon: [phone], fax: [phone]

autor

Józków G.

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Instytut Geodezji i Geoinformatyki, telefon: [phone], fax: [phone]

Bibliografia

• 1. Akca, D., Freeman, M., Sargent, I., Gruen, A. 2010. Quality assessment of 3D building data. Photogrammetric Record, 25 (132), 339–355.
• 2. Awrangjeb M., Ravanbakhsh, M., Fraser, C. S., 2010. Automatic detection of residential buildings using LIDAR data and multispectral imagery. ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, 65, 457–467.
• 3. Borkowski A., Jóźków G., Jarząbek-Rychard M., Tymków P., 2011. 3D modeling of the historical monuments for the Opole Province GIS website. 3rd Czech-Polish Symposium Brno-Wrocław "Actual Problems of Geodesy, Cartography and Photogrammetry", Brno, Lednice – South Moravia, Czech Republic, May 25–27, 2011, pp. 22.
• 4. Boulaassal H., Chevier C., Landes T., 2010. From laser data to parametric models: towards an automatic method for building façade modeling. Lecture Notes in Computer Sciences. Vol. 6436, 42–55.
• 5. Gołuch P., Borkowski A., Jóźków G., 2007. Ocena dokładności danych lotniczego skaningu laserowego systemu ScaLARS. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol. 17., s. 261–270.
• 6. Gołuch P., Borkowski A., Jóźków G., 2008. Badanie dokładności NMT interpolowanego na podstawie danych lotniczego skaningu laserowego systemu ScaLARS. Acta Scientiarum Polonorum seria Geodesia et Dercriptio Terrarum, (7) 2, s. 37–47.
• 7. Gruen A., Akca D. 2005. Least squares 3D surface and curve matching. ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, 59, 151–174.
• 8. Keller W., Borkowski A., 2011. Wavelet based buildings segmentation in airborne laser scanning data. Geodesy and Cartography, Vol. 60 No. 2, pp. 99–123.
• 9. Kraus K., 2000. Photogrammetrie. Band 3. Topographische Informatonssysteme. Dümmler, Köln.
• 10. Oude Elberink, S., Vosselman, G. 2011. Quality analysis on 3D building models reconstructed from airborne laser scanning data. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 66, 157–165.
• 11. Pu S., Vosselman G., 2006. Automatic extraction of building features from terrestrial laser scanning. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, vol. 36, part 5, 5 p.
• 12. Vosselman G. 2008. Analysis of planimetric accuracy of airborne laser scanning surveys. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, vol. 36, part 3A, 99–104.
• 13. Vosselman G., Maas, H-G., 2010. Airborne and terrestrial laser scanning. Whittles Publishing, Dunbeath.