Modelagem tridimensional de edificações usando dados do sistema laser scanner e imagem orbital de alta resolução espacial

Abstract

Resumo: Atualmente, a modelagem tridimensional de edificações tem possibilitado a elaboraçãode produtos imprescindíveis às atividades de engenharia voltadas ao planejamentourbano. Os dados provenientes do sistema Laser scanner aerotransportado vêm sendoutilizados para esta modelagem por explorar a superabundância de pontostridimensionais coletados em seu levantamento. Os problemas pertinentes àmodelagem tridimensional de edificações estão relacionados às aglomerações deedificações, que apresentam telhados complexos devido às edificações conjugadas. Emgeral, verifica-se que a identificação do limite das bordas das edificações não possuisolução automática eficiente. A extração de árvores utilizando apenas dados dosistema Laser scanner é outra dificuldade que tem sido apresentada pelospesquisadores. Neste trabalho desenvolveu uma metodologia para reconstruir de formasemi-automática os modelos tridimensionais de edificações, combinando dadosprovenientes do sistema Laser scanner aerotransportado com dados espectrais deimagens de satélite com alta resolução espacial. Em resumo, o processo consiste emdetectar e filtrar cada edificação, para depois efetuar sua modelagem, por meio defragmentos de bordas que são integradas ao processo de segmentação multirresolução.Para cada edificação isolada, através do uso de filtros de bordas e métodos paravetorização automática, são detectados os cantos e os contornos de cada edificação. Aseguir, os planos que descrevem o telhado são determinados com um processo decrescimento de região e finalmente a modelagem tridimensional da edificação érealizada. Os resultados obtidos nos experimentos realizados mostraram a viabilidadeda metodologia proposta para a modelagem de edificações isoladas e nas regiões commaior concentração de edificações é proposta a utilização de primitivastridimensionais.

Abstract: 3D modelling of buildings generates indispensable products for engineering activitiesto assist on urban planning. Airborne Laser Scanner data is being used in 3Dmodelling due to its high density of collected 3D points. Usual problems related to 3Dmodelling of buildings exist when constructions are cluttered into agglomerates, withcomplex roof and conjugated structures. Building border detection is still not possiblethrough efficient automatic solutions. Tree extraction using Laser scanner as a uniquesource of spatial information is considered insufficient by several researchers. In thiswork it’s developed a semi-automatic methodology to generate 3D building modelscombining airborne Laser scanner data and spectral data form high resolution satelliteimages. The methodology is structured by detection and filtering each building, andlater make model building. The detection of individual buildings using fragments ofedges detected in the multi-resolution segmentation process. For each single buildingedges and vertex are detected by edge detection filters and automatic vectorizationmethods. Then, roof inclination is identified through region growth process based onplanes. The results of the work show that it is possible to use the proposedmethodology to building model single and on region with larger concentration ofbuildings using primitive three-dimensional model.