Extração de contornos de telhados de edifícios a partir da integração de imagem aérea de alta-resolução e dados LASER, utilizando campos aleatórios de Markov

Autor(es)

Vanessa Jordão Marcato Fernandes

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Presidente Prudente. 2017-02-03.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Ciências e Tecnologia. Presidente Prudente
• Data de defesa: 2016-12-19
• Orientador: Aluir Porfírio Dal Poz

Resumo

Esse trabalho propõe o desenvolvimento de um método para a extração automática de contornos de telhados de edifícios com a combinação de dados de Varredura a LASER Aerotransportado (VLA) e dados fotogramétricos e campos aleatórios de Markov (MRF). Inicialmente, um Modelo Digital de Superfície normalizado (MDSn) é gerado através da diferença entre o Modelo Digital de Superfície (MDS) e o Modelo Digital de Terreno (MDT), obtidos a partir da nuvem de pontos LASER. Em seguida, o MDSn é segmentado para a obtenção dos polígonos que representam objetos altos da cena. Esses polígonos são projetados na imagem para restringir o espaço de busca para a segmentação da imagem em regiões. Esse processo possibilita a extração de polígonos na imagem que representem objetos altos. O processo de identificação de contornos de telhados, em meio aos objetos altos detectados na imagem, na etapa anterior, é realizado através da otimização de uma função de energia estabelecida com base em MRF que modela propriedades específicas de contornos de telhados de edifícios. No modelo MRF são utilizados tanto os polígonos extraídos da imagem quanto os extraídos dos dados VLA. A função de energia é otimizada pelo método Algoritmo Genético (AG). O método proposto nesse trabalho foi avaliado com base em dados reais - imagens aéreas de alta resolução e dados VLA. Os resultados obtidos na avaliação experimental mostraram que a metodologia funciona adequadamente na tarefa de extrair os contornos de telhados de edifícios. A função de energia proposta associada ao método de otimização AG diferenciou corretamente os contornos de telhados de edifícios dos demais objetos altos presentes nas cenas. Os contornos de telhados extraídos apresentam boa qualidade, o que é evidenciado por meio dos índices de completeza e correção obtidos pela avaliação numérica. Com base nos índices médios obtidos para cada experimento, têm-se as médias de completeza e correção para os experimentos iguais a 90,96% e 98,99%, respectivamente. Os valores máximos de completeza e correção são de 99,19% e 99,94%, respectivamente, e os valores mínimos de 78,08% e 97,46%, respectivamente. Os menores valores de completeza estão associados às áreas de oclusão por vegetação e presença de sombras. (AU)

• Processo FAPESP: 12/22332-2 - Extração de contornos de telhados de edifícios a partir da integração de imagem aérea de alta-resolução e dados LASER, utilizando campos aleatórios de Markov
• Beneficiário: Vanessa Jordão Marcato Fernandes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado