الگوریتمی ابتکاری برای آشکارسازی ساختمان های مناطق جنگلی با استفاده از ابر نقطه لیدار
نویسندگان
1 دانشیار مرکز تحقیقات اثر، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران
2 استادیار گروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده عمران، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران
3 پژوهشگرگروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده عمران، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران
doi
10.22131/sepehr.2025.2013720.3030چکیده
سنجش از دور لیدار یک فناوری برتر برای کسب داده های سه بعدی مکانی با سرعت و چگالی بالا از سطح زمین است. در سال های اخیر استفاده از این فناوری در آشکارسازی اهداف پیشرفت قابل ملاحظه ای داشته است. قابلیت نفوذ پالس لیزر از میان شاخ و برگ درختان امکان آشکارسازی اهداف واقع در زیر پوشش درختان را توسط لیدار فراهم کرده است. در تحقیق حاضر، یک الگوریتم ابتکاری به منظور آشکارسازی ساختمان های واقع در زیر پوشش درختان با استفاده از ابر نقطه لیدار ارائه شده است. الگوریتم پیشنهادی شامل چهار مرحله است: بخش بندی نقاط، استخراج نقاط کاندیدای زمینی، آشکارسازی ساختمان ها و استخراج لبه. در مرحله نخست، ابتدا ابر نقطه در پنجره هایی با ابعاد مشخص بر اساس پارامترهای ارتفاعی و فاصله ای بخش بندی می شود. در مرحله بعد، نقاط پرت ارتفاعی حذف شده و سپس نقاط کاندیدای ساختمانی از نقاط گیاهی و زمینی جدا می شوند. در مرحله ی سوّم با مقایسه ی ارتفاعی نقاط زمینی زیر درختان و اطراف آنها و در نظر گرفتن یک حد آستانه ارتفاعی، ساختمان های واقع در زیر پوشش درختان شناسایی شده و در آخرین مرحله، لبه های ساختمان ها با استفاده از یک روش ابتکاری استخراج می شوند. در این پژوهش، الگوریتم پیشنهادی بر روی ابر نقطه ایالت سانتا کاتارینای برزیل که شامل چهار ساختمان واقع در زیر پوشش درختان جنگل است، در مقایسه با روش فیلترینگ مورفولوژی بر حسب معیار سطح زیر منحنی ROC ارزیابی شده است. بر اساس نتایج تجربی به دست آمده، الگوریتم پیشنهادی در آشکارسازی ساختمان ها به دقت متوسط 91% رسیده که حدود 4% بهتر از روش فیلترینگ مورفولوژی است.