English (United Kingdom)Polish

Projekty badawcze

Tutaj jesteś: Strona główna  /  Projekty badawcze  /  o programie
O programie

Zadanie współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Integrated Management Services sp. z o.o. bierze udział w projekcie "Przedsiębiorczy doktorant" w ramach współpracy z Panią mgr inż. Małgorzatą Jarząbek-Rychard, doktorantką w Instytucie Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Program stypendialny ma na celu wsparcie finansowe doktorantów realizujących badania, mogące przyczynić się do rozwoju województwa dolnośląskiego, a także zwiększenie innowacyjności gospodarki regionu poprzez zintensyfikowanie powiązań między nauką i przemysłem.

Modelowanie 3D zabudowy

Badania dotyczące możliwości tworzenia modeli 3D zabudowy z wykorzystaniem stereo-obrazów zostały zapoczątkowane ponad 20 lat temu. Wiązało się to jednak z ograniczeniami wynikającymi z próby rekonstrukcji cech trójwymiarowych ze źródeł dwuwymiarowych. Wykorzystanie w procesie modelowania technologii skaningu laserowego zrewolucjonizowało dotychczasowe podejście, dostarczając danych 3D. Jednocześnie umożliwiło szybkie pozyskiwanie dużej ilości informacji, a co za tym idzie opracowywanie ogromnych obszarów. Tworzone w latach 90tych modele posiadały jednak bardzo uproszczoną konstrukcję, wynikającą z niskiej rozdzielczości i dokładności danych. Obecnie skaning laserowy pozwala na pozyskiwanie danych o wysokiej dokładności, umożliwiających stworzenie modeli o bardzo wysokim stopniu szczegółowości obejmującym detale architektoniczne.

Intensywnemu rozwojowi technologii skaningu towarzyszy wzrastająca świadomość możliwości wykorzystania trójwymiarowych modeli miast. Posiadają one bardzo szerokie spektrum zastosowań, zarówno w działaniach specjalistycznych (takich jak planowanie przestrzenne, czy bezpieczeństwo publiczne) jak też i prywatnych, mogących stać się udziałem każdego użytkownika (w wirtualnej turystyce bądź nawigacji). Wymusza to zapotrzebowanie na systemy pozwalające na wydajną i dokładną rekonstrukcję budynków. Ręczne opracowywanie danych wiąże się z bardzo dużym nakładem pracy i czasu, dlatego wciąż aktualnym tematem badań w literaturze naukowej jest opracowanie systemu pozwalającego na automatyczną rekonstrukcję budynków.

Przedmiotem współpracy jest stworzenie softwaru pozwalającego na automatyczną rekonstrukcję konturów zabudowy z możliwością generowania trójwymiarowych modeli budynków na poziomie LoD1. Projekt ten jest częścią pracy doktorskiej pt. „Modelowanie 3D zabudowy na podstawie danych skaningu laserowego”, której celem jest rozwój i optymalizacja algorytmów pozwalających na automatyczną rekonstrukcję budynków na wysokim poziomie szczegółowości (LoD3). Jako podstawowe dane do procesu modelowania wykorzystywane są zbiory punktów z przestrzeni trójwymiarowej pozyskane za pomocą technologii skaningu laserowego, zarówno lotniczego jak i naziemnego. Dane tę mogą być uzupełnione o dodatkowe informacje katastralne bądź też cyfrowe zdjęcia fotogrametryczne. Problem badawczy stanowi przekształcenie nieuporządkowanego zbioru punktów 3D o nieokreślonej topologii w model 3D budynku, posiadający strukturę hierarchiczną oraz informacje topologiczne.

 

Publikacje naukowo-badawcze:

  • Jarząbek-Rychard M., Borkowski A.: „Building outlines reconstruction from ALS data set with a'priori information.” Archives of Photogrammetry, Cartography and Remote Sensing, Vol. 22, 2011, pp. 227-236
  • Jarząbek-Rychard M., Borkowski A.: „ Porównanie Algorytmów RANSAC oraz rosnących płaszczyzn w procesie segmentacji danych skaningu laserowego.” Archiwum Kartografii, Fotogrametrii i Teledetekcji, vol.21, Warszawa 2010, s. 119-130
  • Jarząbek-Rychard M.: „ Implementation of 3D point clouds segmentation based on plane growing method.” 12th Professional Conference of Postgraduate Students "JUNIORSTAV”, Brno 2010

 

Etapy modelowania

Proces trójwymiarowego modelowania budynków obejmuje następujące etapy:

Pozyskanie danych
Modele tworzone są w oparciu o dane skaningu laserowego, które mogą zostać uzupełnione dodatkowymi informacjami pozwalającymi na optymalizację algorytmu i zwiększenie jakości rekonstrukcji.

Filtracja
Punkty należące do terenu zostają odfiltrowane ze zbioru danych. Jako rezultat otrzymujemy chmurę punktów przedstawiającą budynki oraz wysoką roślinność.

Identyfikacja zabudowy
Proces ten obejmuje detekcje budynków w zbiorze danych i wyodrębnienie podzbiorów punktów należących do poszczególnych obiektów.

Ekstrakcja konturu
Etap ten podzielony jest na trzy części. Pierwszą z nich jest detekcja punktów tworzących kontur. Zidentyfikowane punkty przetwarzane są algorytmem pozwalającym na detekcję linii prostych. Ostatecznie wykonywana jest regularyzacja geometrii – proces wyrównania z zachowaniem narzuconych warunków geometrycznych, np. prostopadłość sąsiednich ścian.

Rekonstrukcja geometrii 3D
Formą prezentacji zrekonstruowanego modelu jest technika CSG (Constructive Solid Geometry). Poniżej przedstawiono rezultat modelowania na poziomie szczegółowości LoD1 (sześcienne bloki).

 

Integrated Management Services Sp. z o.o.         /          51-618 Wrocław, ul. Wystawowa 1         /            tel./fax (+48) 71 348 76 35         /         e-mail: ims@ims.org.pl

Copyright © 2012 IMS Sp. z o.o. projekt i wykonanie: annaweber.com.pl