[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
:: دوره 6، شماره 3 - ( 9-1397 ) ::
جلد 6 شماره 3 صفحات 75-99 برگشت به فهرست نسخه ها
ارائه یک روش مورفولوژی مبنا جهت فیلترینگ ابرنقاط برای استخراج مدل رقومی زمین
بهناز بیگدلی ، حامد امینی امیرکلائی، ، پرهام پهلوانی
دانشگاه صنعتی شاهرود
چکیده:   (199 مشاهده)
مدل رقومی زمین ازجمله مهم‌ترین محصولات مکانی است که از دیرباز پایه بسیاری از پروژه‌های کاربردی مرتبط با اطلاعات مکانی می‌باشد. امروزه می‌توان با استفاده از تکنولوژی سنجنده لایدار به ابرنقطه‌ای متراکم از سطح زمین دست یافت. درواقع ابرنقطه‌ حاصل، یک مدل رقومی سطحی است که حاوی عوارض زمینی و غیرزمینی است. هدف از این مقاله، ارائه روشی کارآمد برای استخراج مدل رقومی زمین از مدل سطحی به‌دست آمده از ابرنقاط می‌باشد. در این راستا، ابتدا با انجام پیش‌پردازش، نویز موجود در داده‌ها حذف گشته و سپس داده‌های نامنظم ابرنقاط به داده‌ای منظم و رستری تبدیل شدند. در مرحله بعد با پیشنهاد روش تورم ژئودزیک تدریجی به‌همراه روش جستجو و برچسب‌زنی، به شناسایی و حذف عوارض غیرزمینی پرداخته شد. اساس این روش افزایش المان ساختاری به‌صورت مرحله‌ای، بررسی میزان ناهمگنی ارتفاعی و حذف تدریجی عوارض غیرزمینی است. همچنین بهره‌گیری از روش ابتکاری جستجو برچسب‌زنی که براساس میزان تغییر شیب عمل می‌نماید، به حذف بهتر و دقیق‌تر عوارض غیرزمینی کمک شایان توجهی نمود. در نهایت با حذف عوارض غیرزمینی و درون‌یابی مناطق ازدست‌رفته، مدل‌رقومی زمین به‌دست می‌آید. جهت ارزیابی الگوریتم پیشنهادی از داده‌های مرجع ارائه شده توسط سازمان بین المللی فتوگرامتری و سنجش از دور (ISPRS) استفاده شد. با ارزیابی در 5 ناحیه مطالعاتی به ترتیب مقادیر 87/2%، 61/8%، 62/3% و 68/89% برای میانگین خطای نوع اول، خطای نوع دوم، خطای کلی و خطای کاپا به‌دست آمد که نشان از توانایی الگوریتم پیشنهادی در حذف عوارض غیرزمینی داشت.
واژه‌های کلیدی: مدل رقومی زمین، ابرنقاط، تورم ژئودزیک، برچسب‌گذاری، عوارض غیرزمینی
متن کامل [PDF 2184 kb]   (105 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: فتوگرامتری
دریافت: ۱۳۹۷/۱۰/۴ | پذیرش: ۱۳۹۷/۱۰/۴ | انتشار: ۱۳۹۷/۱۰/۴
فهرست منابع
1. [1] Z. Li, C. Zhu, and C. Gold. Digital Terrain Modeling: Principles and Methodology. CRC press, 2004. [DOI:10.1201/9780203357132]
2. [2] V. Krishna Prasad. "Digital Terrain Modeling: Principles and Methodology". The Photogrammetric Record, 24(127), 296-297, 2009. [DOI:10.1111/j.1477-9730.2009.00545_2.x]
3. [3] F. Leberl, A. Irschara, T. Pock, P. Meixner, M. Gruber, S. Scholz, and A. Wiechert. "Point clouds". Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 76(10), 1123-1134, 2010. [DOI:10.14358/PERS.76.10.1123]
4. [4] J. Kilian, N. Haala, and M. Englich, "Capture and evaluation of airborne laser scanner data", International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, 31: p. 383-388, 1996.
5. [5] G. Sohn, and I. Dowman, "Terrain surface reconstruction by the use of tetrahedron model with the MDL criterion", International Archives of Photogrammetry Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 34(3/A): p. 336-344, 2002.
6. [6] K. Zhang, S-C. Chen, D. Whitman, M-L. Shyu, J. Yan, C. Zhang, "A progressive morphological filter for removing nonground measurements from airborne LIDAR data", IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 41(4): p. 872-882, 2003. [DOI:10.1109/TGRS.2003.810682]
7. [7] G. Vosselman, "Slope based filtering of laser altimetry data", International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, 33(B3/2; PART 3): p. 935-942, 2000.
8. [8] G. Sithole, and G. Vosselman, "Filtering of laser altimetry data using a slope adaptive filter", International Archives of Photogrammetry Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 34(3/W4): p. 203-210, 2001.
9. [9] P. Axelsson, "Processing of laser scanner data-algorithms and applications", ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 54(2): p. 138-147, 1999. [DOI:10.1016/S0924-2716(99)00008-8]
10. [10] T. Krauss, M. Lehner, and P. Reinartz, "Modeling of urban areas from high resolution stereo satellite images", in Proceedinsg of the ISPRS Hannover Workshop: High-Resolution Earth Imaging for Geospatial Information. 2007.
11. [11] K.R. Bandara, L. Samarakoon, R.P. Shrestha, and Y. Kamiya. "Automated generation of digital terrain model using point clouds of digital surface model in forest area", Remote Sensing, 3(5): p. 845-858, 2011. [DOI:10.3390/rs3050845]
12. [12] A. Kobler, N. Pfeifer, P. Ogrinc, L. Todorovski, K. Oštir, and S. Džeroski, "Repetitive interpolation: A robust algorithm for DTM generation from Aerial Laser Scanner Data in forested terrain", Remote sensing of environment, 108(1): p. 9-23, 2007. [DOI:10.1016/j.rse.2006.10.013]
13. [13] J. Tian, T. Krauss, and P. Reinartz, "DTM generation in forest regions from satellite stereo imagery", The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 40(1): p. 401-405, 2014. [DOI:10.5194/isprsarchives-XL-1-401-2014]
14. [14] R. Perko, H. Raggam, K. Gutjahr, M. Schardt, "Advanced DTM generation from very high resolution satellite stereo images", ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2(3): p. 165, 2015. [DOI:10.5194/isprsannals-II-3-W4-165-2015]
15. [15] D. Mongus, and B. Žalik, "Parameter-free ground filtering of LiDAR data for automatic DTM generation", ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 67: p. 1-12, 2012. [DOI:10.1016/j.isprsjprs.2011.10.002]
16. [16] F. Yuana, J. Zhanga, L. Zhanga, and J. Gaob, "DEM generation from airborne LIDAR data", The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, p.308-312, 2009.
17. [17] B. Yunfei, L. Guoping, C. Chunxiang, Z. Xiaowen, Z. Hao, H. Qisheng, B. Linyan, and C. Chaoyi, "Classification of LIDAR point cloud and generation of DTM from LIDAR height and intensity data in forested area", The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 37(7): p. 313-318, 2008.
18. [18] A. B. Jahromi, M. J. V. Zoej, A. Mohammadzadeh, and S. A. Sadeghian. "Novel filtering algorithm for bare-earth extraction from airborne laser scanning data using an artificial neural network", IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 4(4), 836-843, 2011. [DOI:10.1109/JSTARS.2011.2132793]
19. [19] S. Filin, "Surface clustering from airborne laser scanning data", International Archives of Photogrammetry Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 34(3/A): p. 119-124, 2002.
20. [20] T. Rabbani, F. Van Den Heuvel, and G. Vosselmann, "Segmentation of point clouds using smoothness constraint", International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 36(5): p. 248-253, 2006.
21. [21] Q. Chen, P. Gong, D. Baldocchi, and G. Xie, "Filtering airborne laser scanning data with morphological methods", Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 73(2): p. 175-185, 2007. [DOI:10.14358/PERS.73.2.175]
22. [22] K. Zhang. and D. Whitman, "Comparison of three algorithms for filtering airborne lidar data", Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 71(3): p. 313-324, 2005. [DOI:10.14358/PERS.71.3.313]
23. [23] M. Elmqvist, E. Jungert, F. Lantz, A. Persson, and U. Soderman, "Terrain modelling and analysis using laser scanner data", International Archives of Photogrammetry Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 34(3/W4): p. 219-226, 2001.
24. [24] M. Elmqvist, "Ground surface estimation from airborne laser scanner data using active shape models", International Archives of Photogrammetry Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 34(3/A): p. 114-118, 2002.
25. [25] L.D. Cohen, and I. Cohen, "Finite-element methods for active contour models and balloons for 2-D and 3-D images", IEEE Transactions on Pattern Analysis and machine intelligence, 15(11): p. 1131-1147, 1993. [DOI:10.1109/34.244675]
26. [26] M. Kass, A. Witkin, and D. Terzopoulos, "Snakes: Active contour models", International journal of computer vision, 1(4): p. 321-331, 1988. [DOI:10.1007/BF00133570]
27. [27] R. A. Haugerud, and D. Harding, "Some algorithms for virtual deforestation (VDF) of LIDAR topographic survey data", International archives of photogrammetry remote sensing and spatial information sciences, 34(3/W4): p. 211-218, 2001.
28. [28] K. Krauss, and N. Pfeifer, "Advanced DTM generation from LIDAR data", International Archives Of Photogrammetry Remote Sensing And Spatial Information Sciences, 34(3/W4): p. 23-30, 2001.
29. [29] K. Krauss, and W. Rieger, "Processing of laser scanning data for wooded areas", photogrammetric Week, Citeseer, 1993.
30. [30] C. Briese, and N. Pfeifer. "Airborne laser scanning and derivation of digital terrain models", Fifth Conference on Optical. 2001.
31. [31] W. Schickler, and A. Thorpe. "Surface estimation based on LIDAR", Conference on proceedings of the ASPRS Annual. Citeseer, 2001.
32. [32] M. Vaaja, A. Kukko, H. Kaartinen, M. Kurkela, E. Kasvi, C. Flener, and P. Alho. "Data processing and quality evaluation of a boat-based mobile laser scanning system", Sensors, 13(9), 12497-12515, 2013. [DOI:10.3390/s130912497]
33. [33] G. Sithole, and G. Vosselman. "Comparison of filtering algorithms", workshop on proceedings of the ISPRS working group III/3, 2003.
34. [34] W.L. Martinez, A.R. Martinez, A. Martinez, and J. Solka, "Exploratory data analysis with MATLAB", 2010: CRC Press. [DOI:10.1201/b10434]
35. [35] A. Almansa, F. Cao, Y. Gousseau, and B. Rougé. "Interpolation of digital elevation models using AMLE and related methods", IEEE Trans. Geosci. Remote Sens, 40, 314–325, 2002. [DOI:10.1109/36.992791]
36. [36] E.S. Anderson, J.A. Thompson, and R.E. Austin. "LiDAR density and linear interpolator effects on elevation estimates", Int. J. Remote Sens, 26, 3889–3900, 2005. [DOI:10.1080/01431160500181671]
37. [37] H. Arefi. "From LiDAR point clouds to 3D building models", PHD thesis, 2009.
38. [38] W. Wang, H. Pottmann, and Y. Liu. "Fitting B-spline curves to point clouds by curvature-based squared distance minimization", ACM Transactions on Graphics (ToG), 25(2), 214-238, 2006. [DOI:10.1145/1138450.1138453]
39. [39] R.C. Gonzalez, and R. Eugene Woods, "Digital image processing", ISBN number 9780131687288, Publisher: Prentice Hall. 2008.
40. [40] B. Jähne, H. Haussecker, and P. Geissler, "Handbook of computer vision and applications", Citeseer, Vol. 2. 1999.
41. [41] H. Arefi, P. d'Angelo, H. Mayer, and P. Reinartz. "Iterative approach for efficient digital terrain model production from CARTOSAT-1 stereo images", Journal of Applied Remote Sensing 5, 053527-053527-053519, 2011.
42. [42] H. Arefi, and M. Hahn, "A morphological reconstruction algorithm for separating off-terrain points from terrain points in laser scanning data", International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 36(3/W19): p. 120-125, 2005.
43. [43] X. Men. "A slope-and elevation-based filter to remove non-ground measurements from airborne LIDAR data", UCGIS Summer Assembly, 28. 2005.
44. [44] Z. Hui, Y. Hu, Y. Z. Yevenyo, and X. Yu. "An improved morphological algorithm for filtering airborne LIDAR point cloud based on multi-level kriging interpolation", Remote Sensing 8.1-35, 2016.
45. [45] J. Cohen. "A coefficient of agreement for nominal scales", Educational and Psychological Measurement. 20(1): 37–46, 1960. [DOI:10.1177/001316446002000104]
ارسال پیام به نویسنده مسئول


XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Bigdeli B, Amini Amirkolaee H A A, Pahlavani P. Presenting a morphological based approach for filtering the point cloud to extract the digital terrain model. jgit. 2018; 6 (3) :75-99
URL: http://jgit.kntu.ac.ir/article-1-618-fa.html

بیگدلی بهناز، امینی امیرکلائی حامد، پهلوانی ، پرهام. ارائه یک روش مورفولوژی مبنا جهت فیلترینگ ابرنقاط برای استخراج مدل رقومی زمین. مهندسی فناوری اطلاعات مکانی. 1397; 6 (3) :75-99

URL: http://jgit.kntu.ac.ir/article-1-618-fa.html



دوره 6، شماره 3 - ( 9-1397 ) برگشت به فهرست نسخه ها
نشریه علمی-پژوهشی مهندسی فناوری اطلاعات مکانی Engineering Journal of Geospatial Information Technology
Persian site map - English site map - Created in 0.06 seconds with 31 queries by YEKTAWEB 3858