Construcción de geometrías 3D utilizando imágenes UAV como alternativa de solución para la oclusión fotogramétrica

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Resumen

Photogrammetric occlusion occurs in urban areas, making difficult to reconstruct a 3D geometry of an object, as certain areas are not properly identified in an aerial photograph. Correctly studying this phenomenon allows to generate true orthoimages, avoiding the double mapping phenomenon, also called ghost image, mainly caused by the perspective projection. This research work aims to show the results got from the construction and deployment of a geometrical methodology for detection of photogrammetric occlusions and reconstruction of true orthoimages, by using datasets associated to the digital surface model and conventional orthoimages generated through high-resolution imagery processing related to a photogrammetric model. Behavior of the proposed methodology was initially validated on simulated datasets belonging to a controlled scenario and, subsequently, on a controlled scenario that sought to recreate the existence of three-dimensional geometries. Finally, its behavior was verified in a real scenario, through the use of high-resolution imagery obtained for a flyover carried out over the Headquarter “Aduanilla de Paiba”, one which belongs to the Universidad Distrital Francisco José de Caldas, located in Bogotá D.C., Colombia. In all cases, from visual verification carried out for areas detected as occluded, it was possible to obtain coherent results in the reconstruction of the true orthoimage.

Descripción

La oclusión fotogramétrica se presenta en áreas urbanas, dificultando la reconstrucción de la geometría 3D de un objeto, al no ser posible la identificación de ciertas áreas en una aerofotografía. Su correcto estudio permite generar ortoimágenes verdaderas, evitando el fenómeno de doble mapeo, igualmente denominado como ghost image, producido principalmente por la proyección cónica o perspectiva en que naturalmente es capturada una aerofotografía. Este trabajo de investigación pretende mostrar los resultados obtenidos en la construcción e implementación de una metodología geométrica para la detección de oclusiones fotogramétricas y reconstrucción de ortoimágenes verdaderas, empleando conjuntos de datos asociados al modelo digital de superficie y a ortoimágenes convencionales generadas a partir del procesamiento de imágenes de alta resolución para un modelo fotogramétrico. El comportamiento de la metodología fue validado inicialmente en conjuntos de datos correspondientes a un escenario simulado y, seguidamente, en un escenario controlado que pretendió recrear la existencia de geometrías tridimensionales. Por último, fue comprobado su comportamiento en un escenario real, a partir del empleo de imágenes de alta resolución obtenidas mediante un sobrevuelo llevado a cabo en la Universidad Distrital Francisco José de Caldas - Sede “Aduanilla de Paiba”, en Bogotá D.C., Colombia. En todos los casos, a partir de la verificación visual llevada a cabo para las áreas detectadas como ocluidas, fue posible obtener resultados coherentes en la reconstrucción de la ortoimagen verdadera.

Palabras clave

Structure-from-Motion, Ortoimagen verdadera, Oclusión fotogramétrica, Conjunto de datos, Vehículo aéreo no tripulado

Materias

Maestría en Ciencias de la Información y las Comunicaciones -- Tesis y disertaciones académicas , Fotogrametría y oclusión , Reconstrucción 3D y UAV , Ortoimágenes y modelos digitales de superficie

Citación