Оценка трехмерных параметров ригидных объектов по растровым областям на базе типизированных элементов

Растровые области классов ригидных объектов в обучающей и тем более тестовой выборке имеют ряд особенностей, затрудняющих применение классических методов тематической обработки для восстановления их трехмерных моделей. К ним относятся: возможное наличие надстроек и пристроек к зданию, подобных ему по форме и возможно имеющих также свои надстройки и пристройки; слипание или пересечение областей, относимых к разным объектам (крыш, стен, теней); заслонение областей одних информативных классов (видимость ниже) областями других информативных классов (более открытых, видимость выше) или фоновыми объектами (например, деревья или тени скрывают часть крыши или стены здания); искажение тени от объекта при ее падении на неровную поверхность. Так, последнее приводит к: разрыву одной связной области на несколько, которые могут принадлежать одному объекту; имплицитности образа объекта за счет покрытия растром только части объекта и его неоднозначной интерпретации; стохастической форме границы, встречаемости или полному отсутствию прямых линий границы. В сочетании с другими обструкционными особенностями качество растра области для регенерации по ней трёхмерной модели еще более неблагоприятно. [1-2]
Предлагается метод восстановления трехмерных моделей ригидных объектов по их растровым областям, полученным в результате машинного обучения по масштабирующим коэффициентам и направляющим (для горизонтальных элементов, вертикальных элементов и размеров теней от вертикальных элементов), выводимых по типизированным объектам транспортной инфраструктуры (например, линии контактной сети или железнодорожная колея). Особенности такого подхода: восстановление по одному ортотрансформированному спутниковому изображению; возможное неиспользование метаданных об ориентации снимка; детектируемые растры классов непрерывны, могут иметь грубую форму, в том числе с наличиями пустот; полнота оценки трёхмерных параметров зависит от полноты необходимой растровой информации об объекте; для объектов, частично скрытых (в рамках снимка при частичном заслонении его участков фоновыми объектами или лежащего за рамками снимка) оценивается только видимая часть, при допущении предположения их формы; трёхмерная сцена может быть дополнена посредством добавления в сцену типизированных объектов, которые «по расчётам» регулярности их пространственного распределения присутствуют в тех или иных её участках, но не выявлены при машинном обучении, с применением алгебраических операций над геометрическими объектами [3].
Исследования выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (уникальный идентификатор проекта RFMEFI60719X0312).