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Extração e regularização de contornos de edificações sobre dados lidar utilizando o algoritmo ALPHA-SHAPE e análise de componentes principais

Processo: 16/12167-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2016
Vigência (Término): 30 de abril de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geodésia
Pesquisador responsável:Mauricio Galo
Beneficiário:Renato César dos Santos
Instituição-sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):16/20814-0 - Extração e regularização de contornos de edificações sobre dados lidar utilizando o algoritmo ALPHA-SHAPE e análise de componentes principais, BE.EP.DR
Assunto(s):Fotogrametria

Resumo

Esse trabalho tem como objetivo propor um procedimento para extração e regularização de contornos de telhados sobre pontos LiDAR, amostrados por um sistema de varredura a LASER aerotransportado. A contribuição do projeto é o desenvolvimento de uma metodologia que permite a extração e regularização automática de contornos retos e curvos, no espaço tridimensional, visto que os trabalhos encontrados na literatura realizam a regularização no espaço 2D e não consideram segmentos curvos. Para tanto, pretende-se explorar a combinação da análise de componentes principais e do algoritmo alpha-shape. A análise de componentes principais será aplicada para calcular os autovalores e os autovetores referentes a cada ponto LASER e uma vizinhança. Os autovalores serão utilizados para identificar os prováveis pontos de bordas por meio de um processo de agrupamento, enquanto que os autovetores serão usados para identificar o tipo de segmento (reto ou curvo) e selecionar o conjunto de pontos que compõe cada segmento do contorno. O algoritmo alpha-shape será executado de forma a obter o contorno aproximado de cada edificação. A regularização será realizada ajustando uma reta ou uma cônica (parábola, círculo ou elipse) sobre o conjunto de pontos que constitui cada segmento por meio do Método dos Mínimos Quadrados. Os resultados gerados serão analisados por meio da análise qualitativa e quantitativa. A análise qualitativa será executada a partir de uma análise visual, enquanto que a análise quantitativa será efetuada usando índices que possibilitam comparar os dados obtidos com os dados de referência, tais como: raiz do erro médio quadrático, completeza e nível de acerto.

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DOS SANTOS, RENATO CESAR; GALO, MAURICIO; CARRILHO, ANDRE CACERES. Extraction of Building Roof Boundaries From LiDAR Data Using an Adaptive Alpha-Shape Algorithm. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, v. 16, n. 8, p. 1289-1293, AUG 2019. Citações Web of Science: 0.
TACHIBANA, VILMA MAYUMI. . Bol. Ciênc. Geod., v. 24, n. 1, p. 69-84, JAN-MAR 2018. Citações Web of Science: 0.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
SANTOS, Renato César dos. Extração e regularização de contornos de telhados de edificações a partir de dados LiDAR usando o algoritmo alpha-shape e CD-Spline. 2019. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" Faculdade de Ciências e Tecnologia..

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