Berichte 2009 - Förderergesellschaft der Geodäsie und ...

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verbreitet, steigt die Nachfrage nach 3D-Modellen. Um dem Bedarf gerecht zu
werden und die Daten aktuell zu halten, werden automatische
Rekonstruktionsverfahren benötigt. Da gleichzeitig die Anforderungen an den
Detailgrad der Modelle steigen, wird hier ein Verfahren zur automatischen
Rekonstruktion der Fassadenstruktur entwickelt. Als Grundlage der
Rekonstruktion dienen Bild- und Entfernungsdaten, die mit einem terrestrischen
Laserscanner aufgenommen wurden.
Das Rekonstruktionsverfahren stellt die Analyse der Fassadenstruktur in den
Vordergrund. Um Informationen über die Struktur von Fassaden zu bekommen,
werden Fassadenbilder analysiert. Die gewonnenen Informationen werden als
Vorwissen für die Rekonstruktion verwendet. Das Wissen über die
Fassadenstruktur wird in einer formalen Grammatik abgebildet. Es beinhaltet
häufig auftretende Muster, wie z.B. gitterförmige Anordnungen von Fenstern,
Symmetrien und Wiederholungen. Sind die Strukturen in den Daten erkannt
worden, so können sie auch für eine kompakte Speicherung der Modelle und
eine generalisierte Visualisierung verwendet werden.
Der zweite wichtige Aspekt dieser Arbeit ist die Entwicklung eines
automatischen Verfahrens für die Rekonstruktion. Dies erzeugt automatisch
den Ableitungsbaum aus den Regeln der Fassadengrammatik, der am besten
zu den gemessenen Daten passt. In dieser Arbeit wird dazu das reversible jump
Markov Chain Monte Carlo Verfahren verwendet. Dieser stochastische Prozess
schlägt anhand der Grammatikregeln eine Änderung an einer Markov-Kette vor.
Anhand einer Akzeptanzwahrscheinlichkeit wird diese Änderung angenommen
oder verworfen. Ein weiteres Thema der Arbeit ist die Bestimmung dieser
Akzeptanzwahrscheinlichkeit. Wichtig hierbei ist die Ausgewogenheit zwischen
der Qualität der Zuordnung von Modell und Daten und der Modellkomplexität.
Dazu wird eine Bewertungsfunktion entwickelt, die auf der Minimum Description
Length basiert.
Abschließend werden die Ergebnisse des Rekonstruktionsverfahrens
untersucht. Dazu werden einerseits unterschiedliche Fassaden aus Bild- und
Entfernungsdaten rekonstruiert. Andererseits wird die Aussagekraft der
Grammatik anhand einer Datenbank von Fassadenbildern getestet. Dabei wird
das Verfahren so verändert, dass ein segmentiertes Bild als Eingabe verwendet
werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die Grammatik anhand einer größeren
Menge an Daten getestet werden und somit ihre Vielseitigkeit gezeigt werden
kann. Zur Auswertung wird das segmentierte Bild mit der Rekonstruktion
verglichen.
(Druck in Vorbereitung)