GEMEINSAME NUTZUNG VON GRUNDRISS- UND LASER-DATEN ZUR AUTOMATISCHEN ERZEUGUNG VON STADTMODELLEN

22.05.2008 | Robert Bürger | Diplomverteidigung

TECHNISCHEUNIVERSITÄTDRESDEN

Computergraphikund Visualisierung

GLIEDERUNG

Motivation Überblick Ablaufvorschrift Rekonstruktion Evaluation & Ausblick Präsentation

MOTIVATION

MOTIVATION

Navigationsgeräte

Hochwassersimulation

Ausbreitung von Schall und Radio

Sonnenlicht je Dachfläche und Zeit

Online-Geovisualisierung

Architekturvisualisierung

MOTIVATION

Navigationsgeräte

Hochwassersimulation

Ausbreitung von Schall und Radio

Sonnenlicht je Dachfläche und Zeit

Online-Geovisualisierung

Architekturvisualisierung

MOTIVATION

Navigationsgeräte

Hochwassersimulation

Ausbreitung von Schall und Radio

Sonnenlicht je Dachfläche und Zeit

Online-Geovisualisierung

Architekturvisualisierung

MOTIVATION

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Hochwassersimulation

Ausbreitung von Schall und Radio

Sonnenlicht je Dachfläche und Zeit

Online-Geovisualisierung

Architekturvisualisierung

MOTIVATION

Navigationsgeräte

Hochwassersimulation

Ausbreitung von Schall und Radio

Sonnenlicht je Dachfläche und Zeit

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Architekturvisualisierung

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Navigationsgeräte

Hochwassersimulation

Ausbreitung von Schall und Radio

Sonnenlicht je Dachfläche und Zeit

Online-Geovisualisierung

Architekturvisualisierung

ÜBERBLICK• Light Detection And Ranging

ÜBERBLICK• Light Detection And Ranging

ÜBERBLICK

Segmentierung Klassifizierung

Oberflächenrekon-struktion

ÜBERBLICK - SEGMENTIERUNG

• Zusammenhängende Oberflächen

ÜBERBLICK - KLASSIFIZIERUNG

Boden ObjektGebäude

Vegetation

ÜBERBLICK - VERFAHREN

Progressive NetzverdichtungAxelsson 2000 – DEM Generation from Laser Scanner Data using Adaptive TIN Models

SchiefheitsausgleichBartels et al. 2006 – DTM Generation from LiDAR Data using Skewness Balancing

ÜBERBLICK - PROFILLINIEN

Sithole und Vosselman 2005 Filtering of Airborne Laser Scanner Data Based on Segmented

Point Clouds 2003 Automatic Structure Detection in a Point-Cloud of an Urban

Landscape

ÜBERBLICK - PROFILLINIEN

ÜBERBLICK - PROFILLINIEN

ÜBERBLICK - PROFILLINIEN

22 zkxwedge

ÜBERBLICK - PROFILLINIEN

ÜBERBLICK - PROFILLINIEN

ÜBERBLICK REKONSTRUKTION

Teilpunktwolke Oberflächenmodell

ÜBERBLICK REKONSTRUKTION

• Hough-Transformation1999 Maas und Vosselman – Two Algorithms for Extracting Building Models from Raw Laser Altimetry Data2001 Vosselman und Djikman – 3D Building Model Reconstruction from Point Clouds and Ground Plans.

• Linien in Orthogonalprojektion2004 Schwalbe – 3D Building Model Generation From Airborne Laserscanner Data by Straight Line Detection in Specific Orthogonal Projections

• Facetten-Clustering 2005 Hofmann – An Approach to 3D Building Model Reconstruction from Airborn Laser Scaner Data using Parameter Space Analysis and Fusion of Primitives

ÜBERBLICK REKONSTRUKTION

erkannte Ebenenprimitive verschnittenes Oberflächenmodell

ÜBERBLICK REKONSTRUKTION

Dreieckstopologie vereinfachtes Dreiecksnetz

REALISIERUNG

Prototyp Out-of-Core -

Verarbeitung Echtzeitvisualisierung Persistenz

Rekonstruktion polygonaler Dach- und Gebäude-Modelle aus Laser- und Grundrissdaten

Evaluation der Rekonstruktionsgüte

Algorithmisch Technologisch

PIPELINE

Extraktion

Segmentierung

Klassifikation

Glättung

Kantenanreicherung

Kantenverstärkung

Vereinfachung

Wand & Boden

PIPELINE

Extraktion

Segmentierung

Klassifikation

Glättung

Kantenanreicherung

Kantenverstärkung

Vereinfachung

Wand & Boden

PIPELINE

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Segmentierung

Klassifikation

Glättung

Kantenanreicherung

Kantenverstärkung

Vereinfachung

Wand & Boden

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Segmentierung

Klassifikation

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Kantenanreicherung

Kantenverstärkung

Vereinfachung

Wand & Boden

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Segmentierung

Klassifikation

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Vereinfachung

Wand & Boden

PIPELINE

Extraktion

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Klassifikation

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Wand & Boden

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Wand & Boden

PIPELINE

Extraktion

Segmentierung

Klassifikation

Glättung

Kantenanreicherung

Kantenverstärkung

Vereinfachung

Wand & Boden

PIPELINE

Extraktion

Segmentierung

Klassifikation

Glättung

Kantenanreicherung

Kantenverstärkung

Vereinfachung

Wand & Boden

REKONSTRUKTION 1 - VEREINFACHUNG

v1v

2v

Kantenkollaps mittels Quadriken Garland und Heckbert 1997 – Surface Simplification Using Quadric Error Metrics

REKONSTRUKTION 1 - VEREINFACHUNG

REKONSTRUKTION 2 - GLÄTTUNG

Rohdaten kantenerhaltend2C stetig

REKONSTRUKTION 2 - GLÄTTUNG

ip

REKONSTRUKTION 2 - GLÄTTUNG

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SVD -> Eigenwerte, Eigenvektoren2/2),( jpipdist

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REKONSTRUKTION 2 - GLÄTTUNG

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REKONSTRUKTION 2 - GLÄTTUNG

REKONSTRUKTION 3 - KANTENVERSTÄRKUNG

REKONSTRUKTION 3 - KANTENVERSTÄRKUNG

REKONSTRUKTION 3 - KANTENVERSTÄRKUNG

Edge-Sharpener: Recovering sharp features in triangulations of non-adaptively re-meshed surfaces – Attene et al. 2003

ERGEBNISSE

ERGEBNISSE

ERGEBNISSE

EVALUATION

EVALUATION• PolyMeCo – Polygonal Mesh Analysis and Comparison Tool

http://www.ieeta.pt/polymeco/

0 MaxMaxØ

1,260790,15747

AUSBLICK – FUTURE WORK

Innenliegende Wände Vereinigung logischer Grundrisse Verwendung von Texturen Rekonstruktion von Dachaufbauten

DEMONSTRATION