Extraction des lignes caractéristiques du nuage de points du toit par détection de triangles frontières et déplacement superposé bidirectionnel

ZHANG Xin ,  

WANG Jingxue ,  

ZANG Dongdong ,  

摘要

Les lignes caractéristiques du toit sont des caractéristiques structurelles clés de la surface du bâtiment. Face aux problèmes des méthodes existantes d'extraction des lignes caractéristiques du toit telles que la complexité des algorithmes, une faible robustesse et une dépendance excessive à la précision de la segmentation de la surface du toit, cet article propose une méthode combinant la détection des triangles frontières et le déplacement superposé bidirectionnel pour l'extraction des lignes caractéristiques du toit du bâtiment. Tout d'abord, une triangulation de Delaunay est utilisée pour établir un modèle de maillage triangulaire du nuage de points du toit, et une structure de données appelée forêt équi-profonde (E-forest) est créée pour stocker et interroger rapidement les informations de voisinage de chaque triangle ; ensuite, en se basant sur les relations d'adjacence fournies par l'E-forest, les points frontières sont déterminés à partir des arêtes indépendantes du modèle de maillage triangulaire, et les centres des triangles sont déplacés vers le haut et vers le bas selon leur vecteur normal, la quantité de sections contenant des points dans la sphère autour de chaque point déplacé permettant de déterminer les points le long de la ligne de faîte ; enfin, les algorithmes D-P et des moindres carrés sont utilisés pour générer les lignes frontières du toit et les lignes de faîte, et les coordonnées des points d'intersection des multiples lignes caractéristiques ainsi que l'altitude locale des points d'origine affinent les extrémités des lignes caractéristiques, complétant ainsi l'extraction des lignes caractéristiques de la surface du toit. Cet article utilise 12 groupes de nuages de points représentatifs de toits extraits des ensembles de données Building3D et Vaihingen pour les tests, comparés aux méthodes existantes d'extraction de lignes caractéristiques. Les résultats expérimentaux montrent que la valeur moyenne des lignes extraites par cette méthode est d'environ une fois la distance moyenne entre les points, avec un LSM supérieur à 85 %. La méthode globale est stable, fiable, robuste et capable de répondre aux besoins d'extraction des lignes caractéristiques de la plupart des toits de bâtiments.

关键词

extraction de lignes caractéristiques;déplacement superposé bidirectionnel;modèle de maillage triangulaire;algorithme D-P;algorithme DBSCAN

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