Digital terrain model extraction from high-resolution point clouds by using a multi-resolution planarity-based approach

Sayısal Yükseklik Modeli, Dünya yüzeyinin yükseklik verilerinin matematiksel bir temsilidir. Sayısal Yüzey Modeli (SYM) ve Sayısal Arazi Modeli (SAM) olmak üzere iki tür sayısal yükseklik modeli vardır. SYM, doğal (zemin, ağaçlar, çalılar, vb.) ve yapay yer üstü nesneleri (binalar, araçlar, elektrik hatları vb.) içerirken, SAM, üzerinde hiçbir şey olmayan, sadece arazi modelini temsil eder. Meşakkatli bir görev olan SAM'ı çıkarmak için yer üstü nesnelerin kaldırılması gerekir. Bu tez, sağlam bir çoklu-çözünürlüklü düzlemsellik tabanlı böl ve yönet algoritması kullanarak SAM'ı havadan toplanmış nokta bulutlarından çıkaran bir algoritma önermektedir. Yaklaşım, düzlemsel olmayan yer üstü nesnelerden kurtulmak için farklı düzlemsellik kontrolleri, kaba zemin noktalarını bulmak için bölütleme adımı ve nihai DTM'yi elde etmek için bir enterpolasyon adımı içerir. Bu tezde, yer noktaları düzlemsel kabul edilmiş ve düzlemsel noktaların yer aday noktaları olduğu tespit edilmiştir İlk olarak, komşu noktalar kullanılarak yaklaşık düzlemsellik değerleri hesaplanmaktadır. Bu, algoritmanın araçlar, ağaçlar, direkler vb. gibi yer üstü nesnelerin çoğunu ortadan kaldırmasına yardımcı olur. Fakat, bina cepheleri ve çatılar da düzlemsel olduğundan, farklı çözünürlükte ikinci bir düzlemsellik kontrolüne ihtiyaç duyulmaktadır. Bunun için ızgara düzlemsellik değerleri kontrol edilmektedir. Verilen eşik içinde bir düzleme uymayan ızgaralar, düzlemsel olmayan olarak işaretlenir. İkinci düzlemsellik kontrolü, bina cephelerinden ve düşey düzlemlerden kurtulmaya yardımcı olmaktadır. Bina cepheleri kaldırıldıktan sonra, zemin adayları ile çatı noktaları arasındaki seyreklikten yararlanılarak, kalan zemin adaylarının kaba zemin yüzeyi hesabı için bölütlenmesi için bölge büyüyen bir bölütleme kullanılır. Kaba zemin yüzeyinden uzaktaki parçalar atlanmıştır. Bu sayede çatı noktaları elenmektedir. Son olarak, elde edilen SAM ızgarasını elde etmek için zemin noktaları enterpolasyona tabi tutulur. Girdi olarak kullanılan nokta bulutu önceden sınıflandırılmış olmasına rağmen, yer noktalarını etiketlemede bazı hatalara sahiptir. Bir SAM oluşturmak için girdi olarak kullanılan nokta bulutu kullanılmıştır, ardından elde edilen SAM, referans olarak kullanılmak için el ile düzenlenmiştir. Doğruluk değerlendirmesi, enterpolasyonlu SAM ızgaraları üzerinde yapılmıştır. Elle düzeltilmiş bir referans kullanarak, 1.00 m ve 2.20 m uzamsal çözünürlüğe sahip farklı özelliklere sahip iki veri kümesi için Kök Ortalama Kare Hatası (RMSE) hesaplanmıştır. Sonuçlar, mevcut iki algoritma ile karşılaştırılmış ve yakın değerler elde edilmiştir. RMSE değerleri sırasıyla 0.25 m ve 0.70 m büyüklüğündedir. Sonuçlar, yalnızca düzlemsellik değerlerinin bir kombinasyonu kullanılarak doğru bir DTM çıkarımının mümkün olduğunu göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Sayısal yükseklik modeli, sayısal arazi modeli, düzlemsellik, kovaryans özellikler, temel bileşenler analizi, nokta bulutu