Gemeinsame Nutzung von Grundriss - und Laser-Daten zur automatischen Erzeugung von Stadtmodellen

1. Computergraphik und Visualisierung Gemeinsame Nutzung von Grundriss- und Laser-Daten zur automatischen Erzeugung von Stadtmodellen 22.05.2008 | Robert Bürger | Diplomverteidigung TECHNISCHEUNIVERSITÄTDRESDEN

2. Gliederung • Motivation • Überblick • Ablaufvorschrift • Rekonstruktion • Evaluation & Ausblick • Präsentation

3. Motivation

4. Motivation Navigationsgeräte Sonnenlicht je Dachfläche und Zeit Hochwassersimulation Online-Geovisualisierung Ausbreitung von Schall und Radio Architekturvisualisierung

5. Motivation Navigationsgeräte Sonnenlicht je Dachfläche und Zeit Hochwassersimulation Online-Geovisualisierung Ausbreitung von Schall und Radio Architekturvisualisierung

6. Motivation Navigationsgeräte Sonnenlicht je Dachfläche und Zeit Hochwassersimulation Online-Geovisualisierung Ausbreitung von Schall und Radio Architekturvisualisierung

7. Motivation Navigationsgeräte Sonnenlicht je Dachfläche und Zeit Hochwassersimulation Online-Geovisualisierung Ausbreitung von Schall und Radio Architekturvisualisierung

8. Motivation Navigationsgeräte Sonnenlicht je Dachfläche und Zeit Hochwassersimulation Online-Geovisualisierung Ausbreitung von Schall und Radio Architekturvisualisierung

9. Motivation Navigationsgeräte Sonnenlicht je Dachfläche und Zeit Hochwassersimulation Online-Geovisualisierung Ausbreitung von Schall und Radio Architekturvisualisierung

10. Überblick • Light Detection And Ranging

11. Überblick • Light Detection And Ranging

12. Überblick Segmentierung Klassifizierung Oberflächenrekon-struktion

13. Überblick - Segmentierung • Zusammenhängende Oberflächen

14. Überblick - Klassifizierung Boden Objekt Gebäude Vegetation

15. Überblick - Verfahren • Progressive NetzverdichtungAxelsson 2000 – DEM Generation from Laser Scanner Data using Adaptive TIN Models • SchiefheitsausgleichBartels et al. 2006 – DTM Generation from LiDAR Data usingSkewnessBalancing

16. Überblick - Profillinien • Sithole und Vosselman • 2005 FilteringofAirborne Laser Scanner Data Based on Segmented Point Clouds • 2003 AutomaticStructureDetection in a Point-Cloudof an Urban Landscape

17. Überblick - Profillinien

18. Überblick - Profillinien

19. Überblick - Profillinien

20. Überblick - Profillinien

21. Überblick - Profillinien

22. ÜberblickRekonstruktion Teilpunktwolke Oberflächenmodell

23. ÜberblickRekonstruktion • 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

24. ÜberblickRekonstruktion erkannte Ebenenprimitive verschnittenes Oberflächenmodell

25. ÜberblickRekonstruktion Dreieckstopologie vereinfachtes Dreiecksnetz

26. Realisierung • Prototyp • Out-of-Core -Verarbeitung • Echtzeitvisualisierung • Persistenz • Rekonstruktion polygonaler Dach- und Gebäude-Modelle aus Laser- und Grundrissdaten • Evaluation der Rekonstruktionsgüte Algorithmisch Technologisch

27. Pipeline Extraktion Segmentierung Klassifikation Glättung Kantenanreicherung Kantenverstärkung Vereinfachung Wand & Boden

28. Pipeline Extraktion Segmentierung Klassifikation Glättung Kantenanreicherung Kantenverstärkung Vereinfachung Wand & Boden

29. Pipeline Extraktion Segmentierung Klassifikation Glättung Kantenanreicherung Kantenverstärkung Vereinfachung Wand & Boden

30. Pipeline Extraktion Segmentierung Klassifikation Glättung Kantenanreicherung Kantenverstärkung Vereinfachung Wand & Boden

31. Pipeline Extraktion Segmentierung Klassifikation Glättung Kantenanreicherung Kantenverstärkung Vereinfachung Wand & Boden

32. Pipeline Extraktion Segmentierung Klassifikation Glättung Kantenanreicherung Kantenverstärkung Vereinfachung Wand & Boden

33. Pipeline Extraktion Segmentierung Klassifikation Glättung Kantenanreicherung Kantenverstärkung Vereinfachung Wand & Boden

34. Pipeline Extraktion Segmentierung Klassifikation Glättung Kantenanreicherung Kantenverstärkung Vereinfachung Wand & Boden

35. Pipeline Extraktion Segmentierung Klassifikation Glättung Kantenanreicherung Kantenverstärkung Vereinfachung Wand & Boden

36. Rekonstruktion 1 - Vereinfachung Kantenkollaps mittels Quadriken Garland und Heckbert 1997 – SurfaceSimplificationUsingQuadric Error Metrics

37. Rekonstruktion 1 - Vereinfachung

38. Rekonstruktion 2 - GLÄTTUNG Rohdaten stetig kantenerhaltend

39. Rekonstruktion 2 - GLÄTTUNG

40. Rekonstruktion 2 - GLÄTTUNG SVD -> Eigenwerte, Eigenvektoren

41. Rekonstruktion 2 - GLÄTTUNG

42. Rekonstruktion 2 - GLÄTTUNG

43. Rekonstruktion 3 - Kantenverstärkung

44. Rekonstruktion 3 - Kantenverstärkung

45. Rekonstruktion 3 - Kantenverstärkung Edge-Sharpener: Recovering sharp features in triangulationsof non-adaptivelyre-meshedsurfaces – Attene et al. 2003

46. Ergebnisse

47. Ergebnisse

48. Ergebnisse

49. Evaluation

50. Evaluation • PolyMeCo – Polygonal Mesh Analysis andComparison Toolhttp://www.ieeta.pt/polymeco/ Max 0 Max 1,26079 Ø 0,15747