Determinação automática da altura de edifícios em imagens aéreas

Abstract

Este trabalho propõe uma metodologia monoscópica para a determinação automática da altura de edifícios em fotografias aéreas digitais, baseando-se no deslocamento radial dos pontos projetados no plano imagem e na geometria formada no momento de obtenção da fotografia aérea. O conhecimento da altura de edifícios pode ser utilizado para a modelagem da superfície em áreas urbanas, estudos para a instalação de antenas de transmissão de sinais, planejamento de rotas para aeronaves, geração de true-orthophoto etc.. A metodologia emprega um conjunto de etapas para a detecção das bordas dispostas radialmente em relação ao sistema de coordenadas fotogramétrico, sendo que estas bordas representam as arestas laterais dos edifícios registradas na fotografia. Na primeira etapa realiza-se a redução do espaço de busca através da detecção das sombras projetadas pelos edifícios, gerando sub-imagens das áreas no entorno de cada sombra detectada. Na seqüência, é realizada a extração de bordas e conexão dos pixels destas sub-imagens. As bordas são analisadas individualmente para identificar qual par, dentre os pontos que compõem a borda, melhor corresponde aos extremos da aresta lateral do edifício. Os critérios utilizados para a seleção dos pares de pontos são os seguintes: análise do coeficiente linear da equação da reta formada pelo par de pontos; distância entre os pontos; e grau de sobreposição com a borda rotulada. Deste modo, a partir da seleção das arestas laterais, assim como o conhecimento da altura de vôo, são calculadas as alturas destes edifícios. Os resultados alcançados nos testes realizados com imagens reais se mostraram promissores para a identificação das arestas e cálculo da altura de edifícios.

This work proposes an automatic extraction of buildings height in digital images through a monoscopic methodology. Surface modeling of urban areas planning of aircraft routes, true-orthophoto and so on, can be performed by knowing the buildings heights. In photographs taken from an aircraft the buildings edges appear as radial lines due to the relief displacement, which occurs radially from the principal point. The first step of the methodology consists on the sub-images creation with the aim to reduce the search space on image. Thus, its used a shadows extraction procedure, by selecting only those with the biggest area (projected at ground) according to threshold. The edge extraction and pixels connection are performed for each sub-image produced and analyzed individually in order to identify if they belong to a building. The adopted criteria are based on the linear coefficient of straight line, the distance and the overlapping degree with regard to the labeled edge. With the lateral edges selected and the knowledge of the flight height, the buildings heights can be calculated. The experimental results obtained with real images show that the proposed approach is suitable to perform the automatic identification of the buildings height in digital images.