Anwendung von aktiven Konturen bei der Integration von DLM und ALS-Daten

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Ingrid Sternberg
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1 AgA Frankfurt am Man, BKG Anwendung von aktven Konturen be der Integraton von DLM und ALS-Daten Jens Göpfert Insttut für Photogrammetre und GeoInformaton (IPI) Lebnz Unverstät Hannover

2 Inhalt 1. Enletung Motvaton, Zel 2. Snakes und Network Snakes Arbetsablauf Interne Energe Network Snakes Bldenerge ALS Daten Energemnmerung 3. Bespele 4. Zusammenfassung und Ausblck

ATKIS Straßen) und des DOM Motvaton Problem Inkonsstenzen

3 Zel Inhalt Motvaton Snakes und Network Snakes Bespele Ausblck Integraton der topographschen Vektordaten (z.b. ATKIS Straßen) und des DOM Motvaton Problem Inkonsstenzen zwschen den Datensätzen durch Unterschede n Aufnahmezet und Aufnahmemethoden, Modellerung

4 Integraton auf TIN Bass (Koch) DGM & DLM Integraton auf der Bass ener Trangulaton Bassbeobachtungen Bedngungsglechungen Integrertes TIN Absolutgleder Bedngungsunglechungen Gewchte Optmerung

5 Straße Bedngungsunglechungen - Maxmale Negung s Max Zˆ Zˆ n D no o Bedngungen P n Po P p - Maxmale Negungsdfferenz ds Max Zˆ n D Zˆ no o Zˆ o Zˆ D op p

6 Optmerung Optmerungsprozess - Ausglechung nach klensten Quadraten mt zusätzlchen Bedngungsunglechungen Mnmere unter der Bedngung, dass l Ax P l Ax T b x B n n p p p p P r r T b b b b b Gewchte Absolutgleder Inhalt Motvaton Snakes und Network Snakes Bespele Ausblck

7 Ergebnsse Seen Straßen

8 Probleme Berückschtgung der Genaugket der Lagekoordnaten der topographschen Objekte des DLM Lagekoordnaten wurden als fehlerfre angenommen Höhen des ntegrerten Datensatzes wurden mt Hlfe des Optmerungsprozesses geschätzt Sensble Gewchtsfestlegung be glechzetger Änderung der Lage Möglchket enes mehrstufgen Prozesses, der Lage und Höhen anpasst?

9 Probleme Berückschtgung semantscher Informaton m DGM (Strukturelemente Bruchkanten, Formlnen, markante Geländepunkte) Extrakton von Geländenformatonen aus dem DGM Zuordnung zu ATKIS-Objekten mt Höhenbezug

10 Arbetsablauf Anpassung der Vektordaten an das DOM aus ALS Intalserung der Network Snakes mt den Vektordaten (Defnton der nternen Energe und Topologe) Defnton der Bldenerge mttels ALS Höhen- und Intenstätsdaten oder abgeleteten Produkten Energemnmerung n enem teratven Prozess Update der Poston der Snake bezüglch der ALS Daten Zel: Konsstenz zwschen ALS Merkmalen und Vektordaten

Actve ontour Models - Motvaton Actve ontour Models Kombnaton von Merkmalsextrakton und geometrscher Objektrepräsentaton Zel: Segmenterung, Rekonstrukton, Extrakton

11 Actve ontour Models - Motvaton Actve ontour Models Kombnaton von Merkmalsextrakton und geometrscher Objektrepräsentaton Zel: Segmenterung, Rekonstrukton, Extrakton und Trackng von Objekten und Oberflächen aus Bldern und Bldsequenzen Anwendungsgebete: omputer Vson, Photogrammetre und Fernerkundung, medznsche Bldverarbetung, usw.

12 Snakes Parametrsche aktve Konturen (Kass et. al, 1988) Parametrsche Kontur s [0,1]: Bogenlänge s xs ys, Engebettet m Bld I(x,y) Energefunktonal F((s)) F 1 s E s E s E s 0 nt Anpassung der Kontur an en Bld, so dass F s m n mg con ds

13 Snakes Interne Energe Interne Energe E nt ((s)): geometrsches Modell des Objektes mt: s, ss : Abletungen von bezüglch s α(s): Gewcht für Elastztät β(s): Gewcht für Stefgket Approxmaton der Abletungen durch fnte Dfferenzen s s s s s E ss s nt Inhalt Motvaton Snakes und Network Snakes Bespele Ausblck

14 Network Snakes Networks (Butenuth, 2007) Modfkaton der nternen Energe - Enge fnte Dfferenzen für Knoten höheren Grades und Endknoten ncht verfügbar Erhaltung der Topologe der Konturtele Stablserender Effekt auf den Algorthmus (Überbrücken von Berechen mt schwachen Merkmalen)

15 Bldenerge aus Arborne Laser Scannng (ALS) Prnzp ALS - Exkurs Emsson von kurzen Pulsen (nahes Infrarot) Entfernung aus Laufzetmessung Daten: Punkthöhen und Intenstäten Hug et al., 2004

16 Snakes Bldenerge Bldenerge E mg ((s)) Objektegenschaften Her: Bldenerge E mg aus ALS Daten: E mg ( ( s)) a E I b E DOM c E Var a,b,c Gewchtung E I Intenstätsbld E DOM Dgtales Oberflächenmodell E Var Oberflächenrauhgket

17 Energemnmerung Funktonal Mnmerung: Varatonsrechnung F 1 Es,,, ds mn 0 Lösung: Eulersche Dfferentalglechung s ss Approxmaton der Abletungen mt fnten Dfferenzen Iteratve Lösung (Dskretserung n der Zet) Emg t 1 At t t A nterne Energe, γ Schrttwete 1

18 Datengrundlage DOM (Dechkrone) ~5m

19 Datengrundlage DOM (Straßen)

20 Inhalt Motvaton Snakes und Network Snakes Bespele Ausblck Datengrundlage Arborne Laserscannng (Rückstreuntenstäten)

21 Intenstät + Höhe Intenstät

22 Genaugket

23 Genaugket Bldenerge Mttlerer Abstand Punkt-Lne [m] Standardabwechung des Abstandes [m] Intalserung Intenstät DOM DOM + Intenstät DOM + Rauhgket Intenstät + Rauhgket DOM + Intenstät + Rauhgket

24 Intenstät + Std. Abwechung

25 Inhalt Motvaton Snakes und Network Snakes Bespele Zusammenfassung Zusammenfassung Ensatz aktver Konturen zur Anpassung von Straßennetzwerken an ALS-Merkmale Flexbler Algorthmus für verschedene Lnenobjekte (Flüsse) Vel versprechende Ergebnsse mt relatv enfacher Defnton der Bldenerge Verschedene Konturtele unterstützen sch aufgrund der Netzwerkegenschaft

Ausblck Stablserung der Snakes durch Integraton von Modellwssen n der constrant energy Twn snakes für Straßenkanten (Kerschner, 2001) E ( d d 0 ) Rechtwnklgket

26 Ausblck Stablserung der Snakes durch Integraton von Modellwssen n der constrant energy Twn snakes für Straßenkanten (Kerschner, 2001) E ( d d 0 ) Rechtwnklgket von Straßenenmündungen Negungsbedngungen für Straßen, Flüsse, Seen Kontextobjekte (Gebäude) als Quellen und Senken con 2 Kombnaton der Network Snakes mt Bedngungen

27 Danke für Ihre Aufmerksamket

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