Improving textures of city models with crowdsourcing and computer vision

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis

Authors

Date

2019-08-19

Department

Major/Subject

Computer Science

Mcode

SCI3042

Degree programme

Master’s Programme in Computer, Communication and Information Sciences

Language

en

Pages

40 + 5

Series

Abstract

3D city models are becoming increasingly common and available to ordinary citizens. As a part of the digitalization trend municipalities are also looking for ways to engage citizens and businesses in city improvement processes. For 3D city models to be interesting, it is important they have sufficiently high visual quality, and for this, it is important that the models have proper textures. There are multiple multiple ways to produce textured 3D city models automatically or semi-automatically. In recent years many structure-from-motion- and multi-view stereo -based systems have been presented in literature. Laser scanning is another popular method. Whatever the method is, some of the textures of the resulting 3D city models tend to have problems. For example, if a facade was partially occluded by trees during imaging, the resulting texture too is likely to show trees. In individual cases the problem could be worked around by having someone photograph the facade from a proper spot. Facades may also change over time, in which case it is useful to have a method for updating textures of singular facades. This thesis presents a web-based system for crowdsourcing of 3D city model texture improvements. Citizens can take photographs of the buildings, and submit the photographs to our system, where city authorities can then view, accept and download them. In addition, both citizens and city authorities are given tools to prepare textures from the photographs, and when possible, to publish the textures for immediate use. We tested the tools by ourselves, and found that despite its shortcomings, the system can be used to improve the textures with relatively little effort from the users' part. The next step is to test the system with people who haven't been involved with the development of the system.

3D-kaupunkimallit ovat yleistymässä ja yhä useammin tavallisten kansalaisten käytettävissä. Osana digitalisointitrendiä kunnat pyrkivät tuomaan asukkaat ja yritykset mukaan kaupunkien kehityshankkeisiin. Jotta 3D-kaupunkimallit olisivat kiinnostavia, niiden visuaalinen laatu täytyy olla riittävän korkea, ja sen toteutumiseksi on tärkeää, että 3D-malleilla on hyvät tekstuurit. Teksturoituja 3D-kaupunkimalleja voidaan tuottaa monella tavalla. Viime vuosina kirjallisuudessa on esitelty useita structure-from-motion- ja multi-view stereo- pohjaisia menetelmiä. Myös ilmalaserkeilaus on yleinen menetelmä. Mitä tahansa menetelmää käytetäänkin, tyypillisesti joissakin saadun kaupunkimallin tekstuureissa esiintyy ongelmia. Esimeriksi jos puut peittivät osittain julkisivun kuvaamistilanteessa, saadussa tekstuurissa näkyy myös puita. Yksittäisissä tapauksissa ongelman voi ratkaista valokuvaamalla kyseisen alueen erikseen sopivasta paikasta. Julkisivut voivat myös muuttua ajan myötä, jolloin menetelmä, jolla voidaan päivittää yksittäisten julkisivujen tekstuureita, on hyödyllinen. Tämä työ esittää web-pohjaisen järjestelmän 3D-kaupunkimallien tekstuurien kehityksen joukkoistamiselle. Asukkaat voivat ottaa kuvia rakennuksista ja lähettää kuvat järjestelmäämme, jossa kaupungin virkamiehet voivat sitten tarkastella niitä, hyväksyä ne, ja ladata ne. Sen lisäksi järjestelmämme tarjoaa työkalut, jolla valokuvista voi luoda tekstuurit, jotka virkamies pystyy sitten julkaista välittömästi. Kokeilimme järjestelmää itse, ja osoittautui, että puutteistansa huolimatta järjestelmällä pystyy parantamaan tekstuureita suhteellisen pienellä vaivalla. Seuraava vaihe on kokeiluttaa järjestelmä käyttäjillä, jotka eivät ole olleet mukana järjestelmän kehityksessä.

Description

Supervisor

Kannala, Juho

Thesis advisor

Kannala, Juho

Keywords

crowdsourcing, city model, computer vision, texture

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201908254953

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI