Využití Straight Skeletonu pro rekonstrukci tvaru střechy z dat laserového skenování.

Abstract

The objective of this study is to explore the methods used for automatic roof reconstruction so far and on the basis of this analysis purpose a methodology, which uses the geometric structure of Straight Skeleton for an initial approximation of the roof shape. In the first part of this thesis issues of automatic detection and extraction of building roof planes from laser scanning data are explored. Also, the Straight Skeleton is described in detail here and its potential for the construction of hip and saddle roofs is explained. An iterative approach which consists of deleting or moving appropriate points between roof planes using the principles of orthogonal regression is specified as an optimization method. In the second part of this thesis the proposed algorithm was implemented using CGAL (an open source library) and then it was tested on different data sets. In the very end, it is concluded that the use of the proposed algorithm on more complex types of roofs is inappropriate. The excellent results of the optimization of hip and saddle-shaped roof types are highlighted simultaneously.

Cílem této práce je prozkoumat doposud užívané metody automatické rekonstrukce střech a na základě této analýzy navrhnout metodický postup, který by k prvotní aproximaci střechy využíval geometrickou strukturu Straight Skeleton. V první části diplomové práce je prozkoumána problematika automatické detekce budov a extrakce střešních rovin z dat laserového skenování. Dále je podrobně popsán Straight Skeleton a je vysvětleno jeho možné využití zejména pro konstrukci valbových a sedlových střech. Jako optimalizační metoda je stanoveno opakované mazání bodů a jejich přesouvání mezi rovinami s využitím principů ortogonální regrese. V druhé části práce byl navržený algoritmus implementován s využitím open source knihovny CGAL a následně testován na rozdílných datových sadách. V závěru práce je konstatována nevhodnost použití algoritmu na složitější typy střech, ale zároveň jsou vyzdviženy vynikající výsledky optimalizace tvaru valbových a sedlových typů střech.