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

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 méthodes existantes d'extraction des lignes caractéristiques du toit, qui présentent des problèmes de complexité algorithmique, de faible robustesse et de dépendance excessive à la précision de la segmentation de la surface du toit, cet article propose une méthode d'extraction des lignes caractéristiques du toit combinant la détection des triangles de frontière et le déplacement bidirectionnel superposé. Tout d'abord, la triangulation de Delaunay est utilisée pour établir un modèle de maillage triangulaire sur le nuage de points du toit, avec la création d'une structure de données de forêt équi-profonde (E-forest) pour un stockage et une interrogation rapides des informations de voisinage des triangles; ensuite, selon les relations d'adjacence fournies par l'E-forest, les points frontières sont déterminés via les arêtes indépendantes du maillage triangulaire, et les centres de chaque triangle sont déplacés vers le haut et vers le bas selon leurs vecteurs normaux respectifs. En comptant le nombre de sections ponctuelles dans le voisinage de chaque point déplacé, les points le long des lignes de crête sont identifiés; enfin, les lignes limites du toit et les lignes de crête sont générées à l'aide de l'algorithme D-P et de la méthode des moindres carrés, et les points d'extrémité de chaque ligne caractéristique sont affinés grâce aux coordonnées du plan d'intersection de plusieurs lignes caractéristiques et à l'élévation locale des points originaux, complétant ainsi l'extraction des lignes caractéristiques de la surface du toit. Cette méthode a été testée sur 12 ensembles typiques de nuages de points de toits issus des ensembles de données Building3D et Vaihingen, et comparée aux méthodes existantes. Les résultats expérimentaux montrent que la valeur moyenne des lignes extraites est d'environ une fois la distance moyenne entre points, avec un LSM supérieur à 85%. La méthode est globalement stable, fiable, robuste, et capable de répondre aux besoins d'extraction des lignes caractéristiques de la majorité des toits de bâtiments.

关键词

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

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