Extraktion von Dachpunktwolken-Merkmallinien basierend auf kombinierter Randdreieckerkennung und beidseitiger überlagerter Translation

ZHANG Xin ,  

WANG Jingxue ,  

ZANG Dongdong ,  

摘要

Dachmerkmallinien sind entscheidende strukturelle Merkmale der Gebäudefläche. Aufgrund der bestehenden Probleme bei Methoden zur Extraktion von Dachmerkmallinien, wie algorithmischer Komplexität, niedriger Robustheit und übermäßiger Abhängigkeit von der Präzision der Dachflächen-Segmentierung, schlägt dieser Artikel eine Methode zur Extraktion von Dachmerkmallinien vor, die auf kombinierter Randdreieckerkennung und beidseitiger überlagerter Translation basiert. Zunächst wird die Delaunay-Triangulation verwendet, um ein dreieckiges Netzmodell der Dachpunktwolke zu erstellen, und es wird eine Datenstruktur namens Equi-deep forest (E-forest) erstellt, um Nachbarschaftsinformationen der Dreiecke schnell zu speichern und abzufragen. Zweitens werden basierend auf den von E-forest bereitgestellten Dreiecksbenachbarteaktionen unabhängige Kanten in dem dreieckigen Netzmodell abgefragt, um Randpunkte zu bestimmen. Die Dreieckmittelpunkte werden dann entlang ihrer jeweiligen Normalen nach oben und unten verschoben. Durch Zählen der Anzahl der Schnittflächen mit Punkten im Kugelumfeld jedes verschobenen Punktes werden Punkte auf der Firstlinie bestimmt. Schließlich werden der D-P-Algorithmus und die Methode der kleinsten Quadrate verwendet, um die Dachgrenzlinien und die Firstlinie zu erzeugen, und die Endpunkte der Merkmallinien werden unter Verwendung der Schnittpunktskoordinaten mehrerer Merkmallinien und der lokalen Rohpunkt-Höhen verfeinert, um die Extraktion der Dachflächenmerkmallinien abzuschließen. Der Artikel testet die Methode an 12 typischen Dach-Punktwolken aus den Datensätzen Building3D und Vaihingen und vergleicht sie mit bestehenden Methoden. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass der Mittelwert der extrahierten Merkmallinien etwa dem durchschnittlichen Punktabstand entspricht und der LSM über 85 % liegt. Die Methode ist stabil, zuverlässig, robust und kann die Anforderungen der Extraktion von Dachmerkmallinien der überwiegenden Mehrheit der Gebäude erfüllen.

关键词

Merkmallinienextraktion;beidseitige überlagerte Translation;dreieckiges Netzmodell;D-P-Algorithmus;DBSCAN-Algorithmus

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