LiDAR verisinden bina çatı düzlemlerinin otomatik çıkarımı ve modellemesi

Üç boyutlu (3B) şehir modellerinde şehri oluşturan temel unsur olan binaların modellenmesi LiDAR (Light Detection and Ranging) nokta bulutu verisinin en yaygın uygulama alanları arasında yer almaktadır. Bu tez çalışmasında, İzmir ili Bergama ilçesi kent merkezinden seçilen üç alana ait 3B hava LiDAR nokta bulutu verilerinden otomatik bina çatı düzlemlerinin çıkarılması ve modellenmesi amaçlanmıştır. Bunun için ilk olarak, yer filtrelemesi işlemi yapılmıştır. Yer filtrelemesi sonucu elde edilen çıplak zemin noktaları ham veriden çıkarıldıktan sonra, geriye kalan LiDAR noktaları üzerinde sınıflama işlemi yapılarak bina sınıfı çıkarılmıştır. Sonra, çıkarılan bina sınıfına Bölge Büyüme Bölütleme (Region Growing Segmentation) algoritması uygulanarak, her bir binaya ait nokta bulutu kümesi ayrı olarak tespit edilmiştir. Tespit edilen her bir binaya ait nokta bulutu kümesine 3 Boyutlu Rastgele Örnek Uzlaşımı (RANSAC: 3D RANdom SAmple Consensus) algoritması uygulanarak bina çatılarının düzlemsel yüzeyleri otomatik olarak çıkarılmıştır. Bina çatısı düzlemlerinin çıkarılmasından sonra, çatı düzlemleri noktalarında bulunan gürültü DBSCAN (Density Based Spatial Clustering of Applications with Noise) algoritması kullanılarak belirlenmiş ve silinmiştir. Gürültünün giderilmesinden sonra, bina çatısı düzlemi noktalarından sınır geçirilmiştir. Son olarak, Douglas-Peucker algoritması ile bina çatısı düzlemi sınırının sadeleştirilmesi işlemi yapılmıştır. Elde edilen bina çatısı modelleri incelendiklerinde, en başarılı sonuçlar üçüncü test alanında elde edilmiştir.