SFM tabanlı yeni nesil görüntü eşleştirme yazılımlarının ortomozaik ve 3B topoğrafik model performanslarının analizi

Abstract

Günümüzde, fotogrametrik üretimde İnsansız Hava Aracı (İHA) kullanımı, topoğrafya haritalama, 3B şehir modellemesi ve ortofoto üretimi gibi çok sayıda uygulama için yüksek çözünürlüklü coğrafi bilgi ve nesnelerin otomatik 3B modellemesini gerçek zamanlı olarak elde etmek için uygun maliyetli, hızlı ve etkili bir yaklaşım sunmaktadır. Structure from motion (SFM) eşleştirme algoritması ise, yeni nesil ve yaygın olarak kullanılan görüntü eşleştirme yazılımlarının temel prensibidir. Bu yazılımlar ortak prensipte çalışsalar da sonuç ürünleri gömülü parametrelerine bağlı olarak farklı özellikler ve distorsiyonlar içermektedir. Literatürde SFM tabanlı yeni nesil yazılımların üç boyutlu modelleme performanslarını karşılaştıran yayın eksikliği bulunmaktadır. Bu nedenle bu tez çalışması ile yaklaşmakta olan araştırmalar için referans olabilecek bir çalışma yapılmıştır. Bu çalışma; görüntü elde etme, nokta bulutu üretimi ve doğruluk değerlendirmesi ana adımlarını içermektedir. Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi'nin bir kampüsünden İnsansız Hava Aracı (İHA) ile elde edilen yüksek çözünürlüklü hava fotoğrafları ile SFM tabanlı VisualSFM, Agisoft ve Pix4D görüntü eşleme yazılımları kullanılarak 3B dijital yüzey modelleri (SYM) üretilmiştir. Üretilen SYM'ler, Agisoft SYM'yi referans olarak kullanan görsel ve istatistiksel yaklaşımlarla kapsamlı bir şekilde değerlendirilmiş ve karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, analiz edilen her SFM tabanlı yazılımın artılarını ve eksilerini açıkça göstermiştir

Nowadays, Unmanned Aerial System (UAS)-based photogrammetry offers an affordable, fast and effective approach to real-time acquisition of high resolution geospatial information and automatic 3D modelling of objects for numerous applications such as topography mapping, 3D city modelling, orthophoto generation. Structure from motion (SFM) matching algorithm is the basic principle of new generation and widely used image matching software. Although these software work in common principle, their final products may contain different characteristics and distortions depending on their buried parameters. In the literature, there is lack of publishments which compare the three dimensional modelling performance of SFM based new generation software. Accordingly, our research group decided to carry out a study that could be a reference for upcoming researches. The main steps of this study are including: image acquisition, point cloud generation, and accuracy assessment. In this study, using VisualSFM, Agisoft and Pix4D SFM based image matching software, 3D digital surface models (DSM) were generated from unmanned air vehicle (UAV) high resolution aerial photos in a Campus of Zonguldak Bulent Ecevit University. Generated DSMs were comprehensively evaluated and compared by visual and statistical approaches utilizing the Agisoft DSM as the reference. The results clearly SYMonstrated the pros and cons of each analyzed SFM-based software.