Алгоритмы комплексирования данных лазерного сканирования с картографическими и спутниковыми данными

Данные лазерного сканирования (облака точек) имеют особенности, отличающие их от данных спутниковой съёмки. С одной стороны, это преимущества: наличие трёхмерной информации о сканируемых объектах, которая даётся априорно, без привлечения дополнительных вычислений; геометрическая точность трёхмерных данных; независимость качества данных от условий освещения и др. С другой стороны, это недостатки: ограничение спектральной информации; высокая стоимость; ограниченность покрытия и доступности данных.
Предлагается комплексировать картографические и спутниковые данные с данными лазерного сканирования по области интереса, посредством локализации на облаке точек выявляемых информативных областей и векторизации облаков точек в каждой области.
Комплексирование включает следующие этапы обработки. Сначала находятся геолокации наблюдаемых объектов посредством их выгрузки (по картографическим данным) либо расчёта по результатам сегментации и векторизации (по спутниковым данным). При этом производится предобработка облаков точек области интереса, включающая фильтрацию, сэмплирование, растрирование облака и др. Затем выделяются облака объектов в геолокациях предобработанного облака.
Далее выполняется векторизация облаков объектов, которая включает в себя несколько этапов. Сначала облако точек разделяется на отдельные части (например, связные компоненты или слои). Затем каждая часть преобразуется в векторное представление с использованием различных методов, основанных на интегральных характеристиках облаков и вычислительной геометрии. Наконец, проводится анализ полученных векторов для извлечения геометрической информации и вычисления характеристик модели объекта.
В процессе комплексирования вводятся следующие группы операций: по обработке облаков точек (по расчёту линейных, площадных и объёмных характеристик облаков, по боунбоксам облаков и др.); по обработке векторов (булевы операции над векторными объектами, операции над путями и их группами и др.) [1].
Для обработки антропогенных объектов, частично или полностью невидимых на спутниковых снимках, был использован предложенный метод комплексирования. К данным объектам относятся: 1) дороги и объекты придорожной инфраструктуры, заслоненные растительностью и другими препятствиями [2]; 2) подземные и надземные части зданий, скрытые несущими стенами [3]; 3) затонувшие суда, находящиеся под водой [4].
Выражаем благодарность Акционерному обществу «Тазмар АйТи-солюшнз» (г. Санкт-Петербург) за комплексное и всестороннее содействие в научном процессе.