Automated texturing of 3D models using georeferenced images

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorZhu, Lingli
dc.contributor.authorKekäläinen, Mika
dc.contributor.schoolInsinööritieteiden korkeakoulufi
dc.contributor.supervisorHaggrén, Henrik
dc.date.accessioned2015-03-06T08:25:04Z
dc.date.available2015-03-06T08:25:04Z
dc.date.issued2015-02-23
dc.description.abstractThe purpose of this thesis was to form automated texturing of 3D models from georeferenced airborne images made with the Pictometry technique. As an exemplary application, a 3D building model was generated. The study aimed to texture the building models based on photogrammetry knowledge, to be realized with Matlab software. The data in this thesis were bought from Blom and it consisted of images and image parameters. National Land Survey (NLS) airborne laser scanning (ALS) point clouds of the research area were also employed in this thesis. The first step was the investigation of the Pictometry -technology adopted, followed by an examination of the oblique and nadir view images and the parameters and their units of measurements in the data files from several research articles. The object space coordinates were estimated from the images with the inversion of the collinearity equation. The collinearity equation was applied, for example, to visualize and verify the right position of the three-dimensional (3D) coordinates in the image. The original building point cloud data were in the coordinate system of valtion vanha järjestelmä (VVJ), eventually transformed to the current ETRS-TM35FIN coordinate system with the height system N2000. Unfortunately, the attempt to generate a fully automatic Matlab program from the original data was unsuccessful because the orthophoto of the façade was not the complete façade. The obtained orthophoto had been transformed in the vertical and horizontal direction compared to what it was expected to be. It was possible to generate a semi-automatic system from the original data but the corrections to the coordinates needed to be defined for each image separately. From the semi-automatic system, it was possible to make realistically-looking three-dimensional models of buildings, with the location of the building positioned in the real coordinates. Another approach to generate automated texturing was to recalculate the internal orientation (IO) and the external orientation (EO) parameters with other programs. This was done because there were tens of metres of error in the coordinate measurements compared with the real coordinates, and tens of pixels of an error in the image coordinates compared with the real image coordinates. Applying these regenerated orientation parameters enabled automated texturing from the known model vertex coordinates or the coordinates measured from the image.en
dc.description.abstractTämän tutkimuksen ensisijainen tarkoitus oli muodostaa Pictometry -tekniikalla otetuista georeferoiduista ilmakuvista rakennuksien tekstuuri automaattisesti. Tutkimuksen tavoitteena oli tehdä mahdollisimman automaattisesti Matlab -ohjelmalla saaduista lähtötiedoista fotorealistinen julkisivun tekstuuri. Työssä käytetty data sisältää Blomilta hankittuja kuvia ja kuviin liittyviä parametritietoja. Lisäksi työssä käytetään Maanmittauslaitoksen (MML) ilmasta laserkeilattua (ALS) pistepilviaineistoa. Tutkimus aloitettiin perehtymällä Pictometry -tekniikkaan, hankittuihin kuviin, kuvien parametreihin ja parametrien yksiköihin useiden tieteellisten artikkeleiden avulla. Kohdekoordinaattien mittaaminen kuvilta suoritettiin käänteisellä kollineaarisuusyhtälöllä. Kollineaarisuusyhtälöä käytettiin muun muassa kohdekoordinaattien visuaaliseen tarkistamiseen kuville. Alkuperäinen rakennusten pistepilviaineisto on valtion vanhassa järjestelmässä (VVJ), ja se on muutettu ETRS- TM35FIN -koordinaatistoon ja korkeusjärjestelmään N2000. Täysin automaattista Matlab -ohjelmaa ei pystytty rakentamaan, koska rakennuksen julkisivun irrottaminen kuvalta kohteen koordinaattien avulla ei muodostanut haluttua julkisivua, vaan irrotetulla ortokuvalla oli tavoiteltuun ortokuvaan nähden siirto sekä vaaka- että pystysuunnassa käytettäessä alkuperäistä dataa. Puoliautomaattinen järjestelmä oli mahdollista tehdä, mutta se vaati jokaiselle kuvalle jonkinlaisen siirron. Puoliautomaattisena Matlab -ohjelmana hankituilla kuvilla oli kuviin liittyvien parametrien avulla mahdollista tehdä realistisen näköinen ja todellisessa koordinaatistossa sijaitsevan rakennuksen kolmiulotteinen malli. Täysin automaattisen tekstuurin muodostamiseksi orientointiparametrit tehtiin uudelleen käyttämällä muita ohjelmia. Syynä tähän oli se, että mittauksissa esiintyvät kohdekoordinaattien virheet todellisiin kohteen koordinaatteihin nähden olivat kymmeniä metrejä ja kuvilta mitattujen kuvapisteiden sijainti oli myöskin kymmenien pikseleiden päässä oikeasta kohteesta. Automaatio ja tekstuurin muodostaminen joko tunnettujen kulmien koordinaateista tai pisteitä mittaamalla kuvilta oli mahdollista uusia orientointiparametreja käyttämällä.fi
dc.format.extent60+10
dc.format.mimetypeapplication/pdfen
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/15332
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-201503062015
dc.language.isoenen
dc.programmeGeomatiikan koulutusohjelmafi
dc.programme.majorFotogrammetria ja kaukokartoitusfi
dc.programme.mcodeM3006fi
dc.rights.accesslevelopenAccess
dc.subject.keywordoblique imagingen
dc.subject.keywordtexturingen
dc.subject.keyword3D modellingen
dc.subject.keywordautomationen
dc.subject.keywordimage orientationsen
dc.titleAutomated texturing of 3D models using georeferenced imagesen
dc.titleAutomaattinen teksturointi georeferoiduilta kuvilta 3D malliinfi
dc.typeG2 Pro gradu, diplomityöen
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotDiplomityöfi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.idinssi50699
local.aalto.openaccessyes
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
master_Kekäläinen_Mika_2015.pdf
Size:
24.27 MB
Format:
Adobe Portable Document Format