EXTRAÇÃO E REGULARIZAÇÃO DE CONTORNOS DE EDIFICAÇÕES SOBRE DADOS LiDAR UTILIZANDO O ALGORITMO ALPHA-SHAPE E ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS

Resumo

Esse trabalho tem como objetivo propor um procedimento para extração e regularização de contornos de telhados sobre pontos LiDAR, amostrados por um sistema de varredura a LASER aerotransportado. A contribuição do projeto é o desenvolvimento de uma metodologia que permite a extração e regularização automática de contornos retos e curvos, no espaço tridimensional, visto que os trabalhos encontrados na literatura realizam a regularização no espaço 2D e não consideram segmentos curvos. Para tanto, pretende-se explorar a combinação da análise de componentes principais e do algoritmo alpha-shape. A análise de componentes principais será aplicada para calcular os autovalores e os autovetores referentes a cada ponto LASER e uma vizinhança. Os autovalores serão utilizados para identificar os prováveis pontos de bordas por meio de um processo de agrupamento, enquanto que os autovetores serão usados para identificar o tipo de segmento (reto ou curvo) e selecionar o conjunto de pontos que compõe cada segmento do contorno. O algoritmo alpha-shape será executado de forma a obter o contorno aproximado de cada edificação. A regularização será realizada ajustando uma reta ou uma cônica (parábola, círculo ou elipse) sobre o conjunto de pontos que constitui cada segmento por meio do Método dos Mínimos Quadrados. Os resultados gerados serão analisados por meio da análise qualitativa e quantitativa. A análise qualitativa será executada a partir de uma análise visual, enquanto que a análise quantitativa será efetuada usando índices que possibilitam comparar os dados obtidos com os dados de referência, tais como: raiz do erro médio quadrático, completeza e nível de acerto.