Método de Inversión Dinámica para Calcular la Altura de Edificios Urbanos a Gran Escala Basado en Altimetría Láser Satelital Cooperativa y Teledetección Óptica de Múltiples Fuentes
Autores: Xia, Haobin; Wu, Jianjun; Yao, Jiaqi; Xu, Nan; Gao, Xiaoming; Liang, Yubin; Yang, Jianhua; Zhang, Jianhang; Gao, Liang; Jin, Weiqi; Ni, Bowen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Método de Inversión Dinámica para Calcular la Altura de Edificios Urbanos a Gran Escala Basado en Altimetría Láser Satelital Cooperativa y Teledetección Óptica de Múltiples Fuentes
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Altura de edificios
Entornos urbanos
Aprendizaje automático
Tecnología de altimetría láser satelital
Modelo de bosque aleatorio
Características urbanas tridimensionales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La altura de los edificios es un indicador crucial al estudiar entornos urbanos y actividades humanas, lo que requiere cálculos precisos, a gran escala y de alta resolución. Sin embargo, los métodos basados en el aprendizaje automático para inferir alturas de edificios enfrentan numerosos desafíos, incluyendo datos de muestra limitados y frecuencias de actualización lentas. Alternativamente, la tecnología de altimetría láser satelital ofrece un medio confiable para calcular alturas de edificios con alta precisión. Aquí, inicialmente calculamos las alturas de los edificios a lo largo de las órbitas satelitales basándonos en conjuntos de datos de contorno de techos de edificios y datos de fotones ATL03 de ICESat-2 desde 2019 hasta 2022. Al integrar datos de observación de teledetección pasiva de múltiples fuentes, utilizamos los resultados de altura de edificios inferidos como datos de referencia para entrenar un modelo de bosque aleatorio, regresando alturas de edificios a una escala de 10 m. En comparación con las alturas medidas en el suelo, las muestras de altura de edificios construidas a partir de datos de fotones de ICESat-2 superaron a los métodos que inferían indirectamente las alturas de los edificios utilizando el número total de pisos del edificio. Además, las alturas de edificios simuladas mostraron una fuerte correlación con las observaciones reales a escala de una sola ciudad. Finalmente, utilizando varios años de resultados inferidos, analizamos los cambios en la altura de los edificios en Tianjin desde 2019 hasta 2022. Combinado con el modelo de bosque aleatorio, el modelo propuesto permite la inferencia a gran escala y alta precisión de las alturas de los edificios con actualizaciones frecuentes, lo que tiene implicaciones significativas para la observación dinámica global de características urbanas tridimensionales.
Descripción
La altura de los edificios es un indicador crucial al estudiar entornos urbanos y actividades humanas, lo que requiere cálculos precisos, a gran escala y de alta resolución. Sin embargo, los métodos basados en el aprendizaje automático para inferir alturas de edificios enfrentan numerosos desafíos, incluyendo datos de muestra limitados y frecuencias de actualización lentas. Alternativamente, la tecnología de altimetría láser satelital ofrece un medio confiable para calcular alturas de edificios con alta precisión. Aquí, inicialmente calculamos las alturas de los edificios a lo largo de las órbitas satelitales basándonos en conjuntos de datos de contorno de techos de edificios y datos de fotones ATL03 de ICESat-2 desde 2019 hasta 2022. Al integrar datos de observación de teledetección pasiva de múltiples fuentes, utilizamos los resultados de altura de edificios inferidos como datos de referencia para entrenar un modelo de bosque aleatorio, regresando alturas de edificios a una escala de 10 m. En comparación con las alturas medidas en el suelo, las muestras de altura de edificios construidas a partir de datos de fotones de ICESat-2 superaron a los métodos que inferían indirectamente las alturas de los edificios utilizando el número total de pisos del edificio. Además, las alturas de edificios simuladas mostraron una fuerte correlación con las observaciones reales a escala de una sola ciudad. Finalmente, utilizando varios años de resultados inferidos, analizamos los cambios en la altura de los edificios en Tianjin desde 2019 hasta 2022. Combinado con el modelo de bosque aleatorio, el modelo propuesto permite la inferencia a gran escala y alta precisión de las alturas de los edificios con actualizaciones frecuentes, lo que tiene implicaciones significativas para la observación dinámica global de características urbanas tridimensionales.