Extração de fachadas de edifícios em imagens obtidas com UAV

Tese de mestrado em Engenharia Geográfica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016No âmbito da dissertação final do Mestrado em Engenharia Geográfica, da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, foi desenvolvido um algoritmo de reconhecimento de fachadas de edifícios em imagens aéreas verticais, obtidas com UAV (unmanned aerial vehicle). O método proposto tem como dados input um conjunto de imagens obtidas com UAV, as respetivas orientações externas (OE) e orientação interna (OI) da câmara e uma ortofoto e um DEM (Digital Elevation Model) obtidos preliminarmente no software de processamento fotogramétrico de imagens, PhotoScan. O algoritmo considera duas etapas principais: Deteção de edifícios e Reconhecimento de fachadas. Na etapa da deteção de edifícios, o algoritmo recorre aos serviços da Google, através das APIs (Application Programming Interface) Reverse Geocoding e Geocoding para obter a localização de um ponto em cada edifício presente na área coberta pelas imagens. São calculadas as coordenadas imagem desse ponto através das equações de colinearidade e, com base no critério ‘maior distância ao centro da imagem’, é identificada a imagem ideal para a extração da fachada. Na etapa do reconhecimento de fachadas são aplicados alguns operadores de Processamento Digital de Imagem (PDI), como o gradiente, tanto ao DEM, como à imagem da fachada. No primeiro para detetar as posições onde existe probabilidade de existir uma fachada e na segunda para detetar os limites da fachada. O método foi testado com dados de Sousel, Portalegre, Portugal, no sistema de coordenadas PT-TM06/ETRS89, tendo-se obtido, para alguns casos, percentagens de deteção de fachada e qualidade do método superiores a 90%, mas para outros casos, percentagens inferiores a 50%, o que revela alguma instabilidade no método.Within the scope of the curriculum project of Geographic Engineering Masters, from Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, a recognition algorithm of buildings facades in vertical aerial images was developed, which were obtained by UAV (unmanned aerial vehicle). The proposed method has as input data a set of images obtained by UAV, the photo’s exterior orientations (EO) and camera interior orientations (IO), an orthopoto and a DEM (Digital Eleva-tion Model) preliminarily obtained in the photogrammetric image processing software, PhotoS-can. The above mentioned algorithm consists in two main stages: Building detection and Facade recognition. Within the stage of Building detection, the algorithm uses Google services through the Reverse Geocoding and Geocoding Application Programming Interface (APIs) to obtain the location of a point in each building present in the area covered by the images. The image coordinates of this point are calculated through the collinearity equations and, based on the criteria 'greater distance to the center of the image', the ideal image for the extraction of the facade is identified. Within the stage of facade recognition some Digital Image Processing (PDI) operators, such as the gradient, are applied to both the DEM and the facade image. In the first one, to detect the positions where there is a probability of the existence of a facade and in the second one to detect the limits of such facade. In some cases, the facade detection percentage and the quality percen-tage were higher than 90%, but for other cases it was less than 50%, which reveals some instability in the method. The method was tested with data from Sousel, Portalegre, Portugal, in the coordinate system PT-TM06 / ETRS89