Robusta metoder för 3D modellering

 

Projektet Robusta metoder för 3D modellering har genomförts av Metria Miljöanalys i samarbete med Ericsson AB. Syftet var att undersöka möjligheten att använda mycket högupplösande satellitdata (VHR) för att producera 3D (tredimensionella) stadsdata. Geografisk 3D information är indata till processer för planering av nätverk (cellplanering) för mobiltelefoni. Sådana beräkningar genomförs i samband med upphandling av nya nät, ibland som del i offertarbetet.

Eftersom tiden är en viktig faktor under upphandling är användaren intresserad av metoder som kan reducera tiden för inköp och produktion av geografiska data.
 
Projektets grundfilosofi är att kombinera digital fotogrammetri med fjärranalys, för att extrahera 3D information med så hög grad av automatisering som möjligt. Projektets mål har varit att:

• Utveckla metoder som förkortar produktionstiden för 3D stadsmodeller.
• Utvärdera resultat, producerade med minst två olika metoder, mot existerande referensdata med högre upplösning.
• Utföra känslighetsanalys i nätverksplanering med data av olika noggrannhet
• Söka ökad acceptans för metoderna hos de kunder som Ericssons kartgrupp betjänar internt.

Tre huvudsakliga metoder för att lösa problemet har utvärderats inom projektet.
• Pseudomikro: Metod baserad på scannade kartor och skattning av höjder.
• Enkelbild: Metod baserad på scannade kartor och mätning i Ikonos enkelbild.
• Stereo: Metod baserad på pankromatiska stereodata och klassning i mulitispektrala Ikonosdata.
   
stadsmodell

3D stadsmodell genererad ur mycket högupplösande Ikonos-data. Modellen är draperad med en Ikonos färgkomposit.
 


Turistkarta

Karta 
Scannad turistkarta (ovan) och  klassad version (nedan) där kvarter, vägar, grönområden etc. extraherats.
 
 

 

 

 

 
I projektet har markanvändningsklasserna, i telekomsammanhang kallat ”clutter”, extraherats ur en turistkarta. Kartan scannades och klassificerades m.a.p. relevanta klasser såsom kvarter, vägnät, grönområden, hårdgjorda ytor, vatten och vissa enskilda byggnader, se bild. Denna klassning ligger till grund för både metod Pseudomikro och Enkelbild.

I Pseudomikrovarianten skattas höjder på enskilda kvarter eller byggnader, t.ex. via fältbesök. Denna metod har vid utvärdering visat sig lovande för cellplaneringsändamål. Enkelbildsmetoden genomfördes på samma sätt som pseudomikro, men för att erhålla höjder har en fristående programvara utvecklats för mätning i en Ikonos enkelbild. Operatören mäter längden på skuggan från taknock/fot till dess skugga i bilden. Denna längd i kombination med i bilden kända riktningar mot sol respektive sensor ger automatiskt objektshöjden. X, Y och Z-koordinater från mätningarna lagras i en separat fil och kopplas sedan till 2D kvarter.

Arbetet med att utveckla Stereometoden kommer att fortsätta även under 2003, då fokus kommer att ligga på ökad automatisering. Hittills har utvecklingen koncentrerats på utveckling av manuella funktioner för editering och kontroll, som även vid högre grad av automatisering kommer att behövas. Inom projektet har en programvara utvecklats för mätning i Ikonos stereopar. Mätningen utförs manuellt av operatör, som vektoriserar enskilda byggnader i den ena bilden. Med stöd av en DSM, genererad ur stereoparet, projiceras den mätta vektorn till den andra bilden och bilderna matchas mot varandra i det aktuella området för att förbättra höjden. Efter detta moment har operatören möjlighet att ytterligare justera höjden.

Resultatet lagras i vektorform med höjden som attribut. 
 

karta

Multispektrala Ikonosdata klassas för att erhålla markanvändningsklasser, clutter. Resultatet från byggnadsmätningarna används för att förbättra denna klassning.

Detta syns i bilderna här intill.  Den översta visar klassning av byggnader, vegetation, hårdgjorda ytor, vägar och vatten i multispektrala Ikonosdata. I den nedre bilden har klassningen förbättrats med rastrerade byggnadsvektorer från mätning i ”Citymodeller”.

 

KartaDe tre metoderna; pseudomikro, enkelbild och stereo har alla utvärderats i höjd mot data av högre noggrannhet. Dessutom har de testats i programvara för vågutbredningsprediktion. Resultaten för pseudomikro- och enkelbildsmetoderna var likartade i båda utvärderingarna medan stereometodens var bättre. Alla metoderna anses dock vara lovande för detta ändamål och vidare utveckling av i synnerhet stereometoden kommer att genomföras under 2003.

 

 

För mer information kontakta:
torbjorn.rost@lm.sesara.palsson@lm.se, johan.frossling@era.ericsson.se eller  lena.luning@era.ericsson.se
  

 
 
 

Senast uppdaterad: 28 maj 2009