Generación automática de modelos de edificios en 3D a partir de datos LiDAR aéreos y OpenStreetMap utilizando modelado procedural
Autores: upan, Robert; Vinkovi, Adam; Nikçi, Rexhep; Pinjatela, Bernarda
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Generación automática de modelos de edificios en 3D a partir de datos LiDAR aéreos y OpenStreetMap utilizando modelado procedural
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Datos lidar
Modelos 3d
Edificios
Base de datos osm
Eslovenia
Software
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Esta investigación se centra principalmente en la utilización de datos LiDAR aéreos disponibles y datos espaciales de la base de datos OpenStreetMap (OSM) para generar modelos 3D de edificios en un área urbana a gran escala. Se seleccionó el centro de la ciudad de Ljubljana, Eslovenia, como área de estudio debido a la disponibilidad de datos y la diversidad de formas, alturas y funciones de los edificios, lo que presentó un desafío para la generación automatizada de modelos 3D. Para extraer las alturas de los edificios, se utilizaron una variedad de fuentes de datos, incluidos los datos de atributos de OSM, así como nubes de puntos georreferenciadas y clasificadas y un modelo digital de elevación (DEM) obtenido de datos de encuestas LiDAR disponibles públicamente de la Agencia de Medio Ambiente de Eslovenia. Se derivaron un modelo de superficie digital (DSM) y un modelo de terreno digital (DTM) a partir de los datos LiDAR procesados. Se extrajeron contornos y atributos de edificios de OSM y se procesaron utilizando QGIS. La cobertura espacial de los datos de OSM para edificios en el área de estudio es excelente, mientras que solo el 18% tiene atributos que describen la apariencia externa del edificio y el 6% describe el tipo de techo. Se utilizó el software LASTools (rapidlasso GmbH, Friedrichshafener Straße 1, 82205 Gilching, ALEMANIA) para derivar y asignar alturas de edificios a partir de las coordenadas 3D de las nubes de puntos segmentadas. Se compararon varias opciones de software para modelado procedural y se seleccionó Blender debido a su capacidad para procesar datos de OSM, la disponibilidad de documentación y los bajos requisitos de computación. Utilizando modelado procedural, se creó un modelo 3D con nivel de detalle (LOD) 1 de forma totalmente automatizada. Después de analizar los tipos de techos, se creó un modelo 3D con LOD2 de forma totalmente automatizada para el 87.64% de los edificios. Para los edificios restantes, se realizó una comparación entre el modelado de techos procedural y la edición manual de techos. Finalmente, se realizó una comparación visual entre el modelo 3D resultante y el modelo de Google Earth. El objetivo principal de este estudio es demostrar el proceso de modelado eficiente utilizando datos abiertos y software gratuito, lo que resulta en una mayor precisión de los modelos 3D de edificios en comparación con iteraciones anteriores de LOD2.
Descripción
Esta investigación se centra principalmente en la utilización de datos LiDAR aéreos disponibles y datos espaciales de la base de datos OpenStreetMap (OSM) para generar modelos 3D de edificios en un área urbana a gran escala. Se seleccionó el centro de la ciudad de Ljubljana, Eslovenia, como área de estudio debido a la disponibilidad de datos y la diversidad de formas, alturas y funciones de los edificios, lo que presentó un desafío para la generación automatizada de modelos 3D. Para extraer las alturas de los edificios, se utilizaron una variedad de fuentes de datos, incluidos los datos de atributos de OSM, así como nubes de puntos georreferenciadas y clasificadas y un modelo digital de elevación (DEM) obtenido de datos de encuestas LiDAR disponibles públicamente de la Agencia de Medio Ambiente de Eslovenia. Se derivaron un modelo de superficie digital (DSM) y un modelo de terreno digital (DTM) a partir de los datos LiDAR procesados. Se extrajeron contornos y atributos de edificios de OSM y se procesaron utilizando QGIS. La cobertura espacial de los datos de OSM para edificios en el área de estudio es excelente, mientras que solo el 18% tiene atributos que describen la apariencia externa del edificio y el 6% describe el tipo de techo. Se utilizó el software LASTools (rapidlasso GmbH, Friedrichshafener Straße 1, 82205 Gilching, ALEMANIA) para derivar y asignar alturas de edificios a partir de las coordenadas 3D de las nubes de puntos segmentadas. Se compararon varias opciones de software para modelado procedural y se seleccionó Blender debido a su capacidad para procesar datos de OSM, la disponibilidad de documentación y los bajos requisitos de computación. Utilizando modelado procedural, se creó un modelo 3D con nivel de detalle (LOD) 1 de forma totalmente automatizada. Después de analizar los tipos de techos, se creó un modelo 3D con LOD2 de forma totalmente automatizada para el 87.64% de los edificios. Para los edificios restantes, se realizó una comparación entre el modelado de techos procedural y la edición manual de techos. Finalmente, se realizó una comparación visual entre el modelo 3D resultante y el modelo de Google Earth. El objetivo principal de este estudio es demostrar el proceso de modelado eficiente utilizando datos abiertos y software gratuito, lo que resulta en una mayor precisión de los modelos 3D de edificios en comparación con iteraciones anteriores de LOD2.