Geometric refinement of laser-derived building roof contours using photogrammetric data

Abstract

Neste artigo uma metodologia é proposta para o refinamento geométrico de contornos de telhados extraídos de dados de varredura a laser, usando imagens aéreas de alta resolução e modelos de campo aleatório de Markov (MRF - Markov Random Field). A metodologia proposta assume que a descrição 3D (isto é, um poliedro) de cada telhado de edifício reconstruído de dados de varredura a laser está topologicamente correta e que é necessário apenas melhorar sua acurácia. Visto que as cumeeiras de telhado são acuradamente extraídas de dados de varredura a laser, o
objetivo básico é usar imagens aéreas de  alta resolução para melhorar somente a qualidade geométrica dos contornos de telhado. A fim de atingir esta meta, os contornos 3D representando contornos de telhados são primeiramente
transformados para o espaço imagem. Na seqüência, as retas extraídas da imagem e as retas resultantes dos polígonos projetados são utilizadas para estabelecer uma descrição MRF com base em relações (de comprimento, proximidade e orientação)
entre ambos os conjuntos de retas. A função de energia associada com a descrição MRF é minimizada através de uma versão modificada do algoritmo de força bruta, resultando num agrupamento de retas para  cada contorno de telhado. Finalmente, cada agrupamento de retas é topologicamente reconstruído baseando-se na topologia do correspondente polígono projetado no espaço imagem. Os resultados obtidos mostraram que a metodologia proposta é promissora, visto que geralmente os polígonos refinados são geometricamente melhores que os correspondentes polígonos resultantes da projeção dos contornos 3D de telhados.