斜屋顶几何推论演算法初步测试与分析.PPT

以幾何推論法融合光達資料與航攝影像直線特徵進行建物屋頂面重建 指導教授：趙鍵哲 學生姓名：鄭傑中 大綱 前言 相關研究 研究動機 研究成果回顧 擴展斜屋頂幾何推論演算法 初步測試成果 未來工作 參考文獻 前言 本此報告內容將截至目前的研究成果做歸納與討論，並嘗試擴展斜屋頂幾何推論演算法，使其能勝任更複雜的情況。 相關研究 資料融合(Data Fusion)精義在於資料間的相互比對以確認資訊或經由整合互補性的資料繼而生產優於任一原資料來源的資訊產品(黃宗仁、趙鍵哲，2002)。 Li et al. (1993) 認為融合為結合多種不同來源的資訊，其所得的結果在品質與可靠度上都比單一來源來的好。 Suyoung Seo.(2003) 結合影像與光達重建房屋模型，且利用光達系統在高度上的優勢改善影像於高程方向上精度較差的缺點。 Kerry (2001)在影像上萃取影像線條並利用匹配到的影像線條於物空間中修正由光達資料所獲得的DSM，該研究發現結合此兩種資料可更精準的提高DSM在邊界線上的表現能力 。 研究動機 光達的優點 提供三維屋頂面資訊，高程的精度相對平面而言較高。 光達的缺點 　對於邊緣線的描述能力較差。 影像的優點 　 利用影像處理技術可以很細緻的描述房屋邊緣線與房屋結構，如：女兒牆、屋脊線等。 影像的缺點 　進行邊緣線偵測時也會產生許多無意義的線條。對於高程精度的表現力相對平面而言較差。 研究動機 本研究將嘗試研擬一套演算策略，以光達近似房屋邊線所具有的幾何資訊輔助篩選影像直線，獲得有意義的房屋邊線以重建屋頂面。 除了篩選的優勢之外，利用光達資料也可修補影像上因邊緣線偵測不佳而失去的房屋邊線。且也將善用影像對於邊緣線描述能力的優點，提高房屋結構線的細緻程度。例如:女兒牆內外側，兩條平行的屋脊線。 研究成果回顧 線特徵與點特徵交會模式之定位精度比較 平屋頂幾何推論之演算策略與成果討論 斜屋頂幾何推論之演算策略與成果討論 線特徵與點特徵交會模式之定位精度比較第一組模擬實驗 目的：不同的交會角度對前方交會求解精度的影響。 物空間配置：由空間幾何的觀點，當固定兩個投影中心時，隨著地形的昇高(黑色線條)，兩判斷面的夾角(如綠色虛線)也會變大。反之，若隨著高度的下降，判斷面夾角也隨之減小。 線特徵與點特徵交會模式之定位精度比較第一組模擬實驗結論 線特徵交會模式 由實驗一數據首先可發現點位一的結果，交會幾何與點位精度是呈正相關的，交會幾何越差(判斷面夾角越小)點位精度也越差。 但若觀察點位二，發現在交會幾何很好時所得到的點位精度反而變差，由於點位二所組成的光束已經很接近平行於Y軸水平線。此時，只要相片或外方位參數有些微的誤差將會全部反應到Y座標上，即Y座標的精度會相當的差，進而連帶影響到位移量的數值。 線特徵與點特徵交會模式之定位精度比較第一組模擬實驗結論 點特徵交會模式 隨著線條高度Z值漸減，傳統前方交會所得到的精度也隨之變差，這是由於點位距離投影中心相當的遠，基線航高比很小。因此只要像片上產生些微的誤差，前方交會到物空間時誤差不僅會被擴大，且都將反應在高程方向 線特徵與點特徵交會模式之定位精度比較第二組模擬實驗 目的： 固定判斷面交會角度，分析投影中心和物空間點位兩點間的距離對於定位精度的影響。 物空間配置： 物空間的交會幾何維持一定，物點點位和投影中心的距離為調變因子 線特徵與點特徵交會模式之定位精度比較第二組模擬實驗結論 線特徵交會模式 左半部的結果可知即使兩判斷面交會幾何固定不變，但若物點點位距離投影中心越遠，所外推計算出去的點位精度也隨之變差。 右半部由所推得的點一與點四精度卻漸漸的變好，這是由於物點與距離的增大，經由這三個點所組成的判斷面精度變佳所造成。 換句話說，形成判斷面的三個點彼此間的距離越遠，所形成判斷面的精度也越高，這將會使得由共軛影像之投影中心所射出的光束與該判斷面所交會的物空間點位之精度有所提升。 線特徵與點特徵交會模式之定位精度比較第二組模擬實驗結論 點特徵交會模式 雖然在高程方向上沒有變化，即不變，但隨著點位距離投影中心即相片中心越遠，所計算出來的點位誤差也漸漸的變大，這就可比物空間點位距離重疊區中心越遠，定位精度也隨之變差。 線特徵與點特徵交會模式之定位精度比較第三組模擬實驗結論 固定航測基線的長度以及地面線條的高程，變動地面線條的走向，分析其對定位精度的影響。此時，兩個投影中心和物空間線條的距離大致不變，因此本實驗最可看出隨著交會角度的不同，點特徵與線特徵於定位精度之差異性。 線特徵與點特徵交會模式之定位精度比較第三組模擬實驗結論 線特徵交會模式 著重在於交會幾何對定位精度的影響，由於物空間線條僅有旋轉而沒有位移，距離對定位精度的影響於本