EXTRAÇÃO AUTOMÁTICA DE CONTORNOS DE TELHADOS USANDO DADOS DE VARREDURA A LASER E CAMPOS RANDÔMICOS DE MARKOV

Resumo

Este artigo propõe uma metodologia para a extração automática de contornos de
telhados de edifícios a partir de um MDE (Modelo Digital de Elevação), gerado a
partir da regularização de uma malha irregular de dados laser preexistentes. A
metodologia baseia-se em duas etapas. Primeiramente, a fim de detectar objetos
altos (edifícios altos, árvores etc.), o MDE é segmentado através de uma técnica de
divisão recursiva e de uma técnica de fusão bayesiana. A técnica de divisão
recursiva usa a estrutura quadtree para subdividir o MDE em regiões homogêneas.
A fim de minimizar a fragmentação que freqüentemente é observada nos resultados
da segmentação por divisão recursiva, uma técnica de fusão baseada em Inferência
Bayesiana é aplicada aos dados previamente segmentados. Os contornos dos objetos altos são obtidos através de técnicas de vetorização e poligonização. Na segunda
etapa, os contornos de telhados de edifícios são identificados entre todos os objetos
altos extraídos previamente. Levando em conta algumas propriedades de telhado e
alguns atributos (por exemplo, área, retangularidade e ângulos entre os eixos
principais dos telhados), uma função de energia foi desenvolvida com base no
modelo Markov Random Field (MRF). A solução desta função é um conjunto de
polígonos representando contornos de telhados de edifícios e é encontrada através
de técnicas de minimização, como o algoritmo Simulated Annealing (SA). Vários
experimentos foram realizados com base em DEM´s obtidos a partir de dados de
varredura a laser, os quais demonstraram que a metodologia proposta funciona
adequadamente, visto que foram extraídos contornos de telhados com
aproximadamente 90% de completeza de área e nenhum falso positivo foi
verificado.