Extracción de líneas características de nubes de puntos de techos basada en la detección conjunta de triángulos de frontera y la traslación superpuesta bidireccional

ZHANG Xin ,  

WANG Jingxue ,  

ZANG Dongdong ,  

摘要

Las líneas características del techo son características estructurales clave de la superficie del edificio. Debido a los problemas en los métodos existentes para extraer líneas características del techo, como la complejidad algorítmica, la baja robustez y la dependencia excesiva de la precisión en la segmentación de la superficie del techo, este artículo propone un método de extracción de líneas características del techo de edificios basado en la detección conjunta de triángulos de frontera y la traslación superpuesta bidireccional. Primero, se utiliza la triangulación de Delaunay para construir un modelo de malla triangular de la nube de puntos del techo, y se crea una estructura de datos llamada bosque equi-profundidad (Equi-deep forest, E-forest) para almacenar y consultar rápidamente la información de vecindad de cada triángulo. En segundo lugar, basándose en las relaciones de adyacencia de triángulos proporcionadas por E-forest para consultar los bordes independientes en el modelo de malla triangular y determinar los puntos limítrofes, luego se trasladan los puntos centrales de cada triángulo hacia arriba y hacia abajo a lo largo de sus vectores normales respectivos, y mediante la estadística de la cantidad de secciones con puntos en la esfera de radio alrededor de cada punto trasladado se determinan los puntos en la línea de cumbrera. Finalmente, se utilizan los algoritmos D-P y el método de mínimos cuadrados para generar las líneas de límite y la línea de cumbrera del techo, y combinando las coordenadas planas de la intersección de múltiples líneas características con la elevación local de los puntos originales se refinan los puntos finales de las líneas características, completando la extracción de las líneas características de la superficie del techo. Este artículo seleccionó 12 conjuntos típicos de nubes de puntos de techos de los conjuntos de datos Building3D y Vaihingen para realizar pruebas y compararlos con los métodos existentes. Los resultados experimentales muestran que el valor medio de las líneas características extraídas es aproximadamente una vez la distancia media entre puntos, y el LSM es superior al 85%. El método general es estable, confiable, robusto y puede satisfacer las demandas de extracción de las líneas características de la mayoría de los techos de edificios.

关键词

extracción de líneas características;traslación superpuesta bidireccional;modelo de malla triangular;algoritmo D-P;algoritmo DBSCAN

阅读全文