بخش‌بندي ساختمان‌هاي چند وجهي با استفاده از الگوريتم انتقال ميانگين بر مبناي ابر نقطه ليدار

Polyhedral Building Segmentation Using Mean Shift Algorithm Based on LiDAR Point Cloud

در بسیاری از كاربردهایی كه از ابر نقطه لیدار استفاده می‌شود، بخش بندی یك مرحله پیش پردازش است كه از اهمیت قابل توجهی برخوردار است و دقت انجام این مرحله تاثیر به سزایی در نتیجه نهایی هدف مورد نظر دارد. یكی از مهمترین كاربردها، بازسازی مدل سه بعدی ساختمان است كه در ابتدا باید صفحات مختلف سقف استخراج شوند. در این مقاله برای بخش بندی ابر نقطه لیدار و استخراج صفحات مختلف سقف از الگوریتم خوشه بندی انتقال میانگین استفاده شده است. روش انتقال میانگین یك فرآیند غیر پارامتریك است كه بر خلاف الگوریتم‌های دیگر خوشه بندی نیاز به دانش اولیه در مورد داده ها و همچنین پارامترهای خوشه بندی از قبیل تعداد و مراكز خوشه ندارد. داده‌های مورد استفاده به صورت نامنظم می‌باشند و فرض شده است كه ساختمان‌ها دارای رویه‌های مسطح می‌باشند. برای ارزیابی این روش چند ساختمان نمونه با ابعاد و سطح پیچیدگی متفاوت، با استفاده از نقشه دوبعدی از میان ابرنقطه انتخاب شده است و خروجی‌های روش ارائه شده از دو جنبه كیفی و كمی (هندسی) مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده كارایی روش ارائه شده را در مواجه با انواع مختلف ساختمان نشان می‌دهد.

In most of the applications that LiDAR point cloud is used, segmentation is a preprocessing stage which is of considerable importance. The accuracy of this process has a great impact on the final result of the desired purpose. One of its main applications is 3D building reconstruction, for which different roof facets must be extracted first. So, for the LiDAR point cloud segmentation, in this paper, Mean Shift algorithm is used. Mean Shift algorithm is a non-parametric process which doesn’t require prior knowledge about data and also about clustering parameters such as the counts and the centers of the clusters. The input data is as an irregular LiDAR point cloud, also it is assumed that the buildings’ roofs are composed of some planar facets. In order to evaluate this method, using 2D map, several different buildings were selected and the results were evaluated both qualitatively and quantitatively. The performance of proposed method in dealing with different types of buildings was significant