Analiza możliwości wykorzystania danych z lotniczego skaningu laserowego do opracowywania trójwymiarowych modeli miast

• Autorzy: Fryśkowska A.

Warianty tytułu

EN

Analysis of using aerial laser scanning data in 3D city models generation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obecnie ponad połowa populacji ludzi na świecie żyje na terenach zurbanizowanych. Problem wizualizacji obszarów zurbanizowanych za pomocą danych fotogrametrycznych pojawił się już na początku tego wieku. Trójwymiarowe modele miast są opracowywane dla większych miast już od kilku lat i obecnie znajdują szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach nauki i gospodarki. Między innymi: w planowaniu przestrzennym i urbanistycznym, nawigacji samochodowej oraz systemach informacji geograficznej. Istnieje wiele metod wykonywania trójwymiarowych modeli miast. Najważniejsze z nich to opracowanie modeli ze zdjęć lotniczych i satelitarnych na drodze cyfrowej korelacji obrazów, a w ostatnich latach równie popularną metodą stało się generowanie Numerycznych Modeli Pokrycia Terenu (NMPT) z danych z lotniczego skaningu laserowego. Dane takie umożliwiają wykonanie NMPT, a następnie na drodze filtracji tych danych opracowuje się modele kolejno najpierw wykrywając budynek, ekstrahując jego krawędzie i rekonstruując geometrię. W artykule przedstawiona zostanie analiza możliwości wykorzystania lotniczego skaningu laserowego do opracowywania modeli 3D miast oraz metody filtracji chmury punktów. Poruszone zostaną kwestie związane z charakterem danych z Lotniczego Skaningu Laserowego (LSL) oraz przeanalizowane szczegółowe wytyczne dotyczące modelowania terenów zurbanizowanych - czyli standard CityGML opracowany przez Open Geospatial Consortium, uwzględniając generalizację tych modeli.

EN

Nowadays, more than 50% of human population lives in the urban areas, therefore there is an increasing demand for 3D urban modelling. The issue of visualization of cities have appeared at the beginning of this century. The three-dimensional city models exist since a few years and currently this building information is extremely important for many applications such as urban planning, telecommunication, navigation, geographic information systems or environment monitoring etc. There are many methods of 3D city models generation. The most important are: models generation on the basis of aerial and satellite imagery (automatic image correlation) and in the past a few years also very popular method was aerial laser scanning, commonly named LIDAR. It enables acquiring data to generate Digital Surface Models. This DSMs have to be filtrated and then from this data we detect buildings, extract them and as the last phase - there is a building reconstruction by boundary extraction. This paper presents the analysis of using LIDAR data to accurate building detection and extraction for the use of 3D city modelling and it also reviews methods of LIDAR point cloud filtration and methods of 3D city modelling from aerial laser scanning systems. I will describe also some analysis connected with CityGML - the standard created by Open Geospatial Consortium. CityGML is a common semantic information model for the representation of 3D urban objects that can be shared over different applications, characterized by generalization - different accuracies and minimal dimensions of objects.

Słowa kluczowe

PL

fotogrametria; modele 3D; LIDAR; filtracja; NMPT; wykrywanie budynków

EN

photogrammetry; 3D city models; lidar; filtration; DSM; building extraction

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 60, nr 3
• Strony: 261--276
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., il., wykr.

Twórcy

autor

Fryśkowska A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji, Zakład Teledetekcji i Fotogrametrii, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2,

Bibliografia

• [1] N. Haala, C. Brenner, Extraction of building and trees in urban environments, ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, 54, 2-3, 1999, 130-137.
• [2] C. Hug, Extracting artificial surface objects from airborne laser scanner data, Automatic Extraction of Man-Made Objects from Aerial and Space Images (II) (A. Gruen, E. P. Baltsavias, O. Henricsson, editors), Birkhauser Verlag, 1997, 193-202.
• [3] S. Mikrut, U. Marmol, K. Będkowski, Generowanie NMT i NMPT obszarów z pokrywą roślinną na podstawie danych lidarowych, Zakład Fotogrametrii i Informatyki Teledetekcyjnej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, 2006, 2-3.
• [4] J-H. Song, S-H. Han, K. Yu, Y. Kim, Assessing the possibility of land-cover classification using LIDAR intensity data, ISPRS Commission III, PCV02.
• [5] Automated Building Extraction and Reconstruction from LIDAR Data, project NASA, Mr. Tim Haithcoat (GRC Program Director) Mr. Wenbo Song (Research Specialist - GRC) Dr. James Hipple (PI).
• [6] J. Böhm, Terrestrial Laser Scanning - A Supplementary Approach for 3D Documentation and Animation, Stuttgart, 2006.
• [7] W. Izdebski, Wykłady z SIT, http://www.izdebski.edu.pl.
• [8] http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Voronoi_delaunay.jpg.
• [9] http://riad.usk.pk.edu.pl/~zk/GO_LAB_00/triangulacja/voro.htm.
• [10] G. Gröger, T. H. Kolbe, A. Czerwinski, Candidate OpenGIS CityGML Implementation Specification (City Geography Markup Language), Open Geospatial Consortium Inc. Reference number of this document: OGC 06-057r1 Version: 0.3.0, 2006.
• [11] R. Nevatia, C. Lin, A. Huertas, A system for building detection from aerial images, Automatic Extraction of Man-Made Objects from Aerial and Space Image, II, (A. Gruen, E. P. Baltsavias, O. Henricsson, editors), Birkhauser Verlag, 1997, 77-86.
• [12] L. Sahar, A. Krupnik, Semniautomatic extraction of building outlines from large-scale aerial images, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 65, 4, 1999, 459-465.
• [13] M. Kada, The 3D Berlin project, Stuttgart.
• [14] C. Brenner, Dreidimensionale gebaeuderekonstruktion aus digitalen oberflaechenmodellen und grundrissen, Technical Report Deutsche Geodaetische Kommission, Reihe C, Nr. 530, München 2000, Institut für Photogrammetrie, Universität Stuttgart, http://www.ifp.uni-stuttgart.de/, 2000.
• [15] D. W. Fellner, M. Lancelle, Current issues on 3D city models, Computer Graphics, University of Technology at Braunschweig, 2003/2004.
• [16] W. Foerstner, Automatische 3D Objekterfassung und Ferkennung, Institut für Photogrammetrie, Universität Bonn.
• [17] G. Sohn, I. Dowman, Terrain surface reconstruction by the use of tetrahedron model with the MDL Criterion, International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 34, Pt. 3A, 2002, 336-344.
• [18] H. G. Mass, G. Vosselman, Two algorithms for extracting building models from raw laser altimetry data, ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, 54, 2-3, 1999, 153-163.
• [19] N. Piechocka, U. Marmol, J. Jachimski, Stereometryczna weryfikacja DTM uzyskanego ze skaningu laserowego, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 14, 2004.