Sayısal arazi modeli üretiminde CSF ve ATIN LiDAR zemin filtreleme algoritmalarının karşılaştırılması üzerine bir çalışma

Abstract

Üç boyutlu sayısal modeller yeryüzüne ait detayların belirlenmesinde birçok disiplin için önemli bilgi kaynağıdır. Geçmişten günümüze kadar bu modeller yersel ve fotogrametrik ölçümler gibi pek çok yöntemle üretilmektedir. Bu modellerin üretilmesine kullanılmaya başlanan yöntemlerden biri de Aırborne LiDAR tarama sistemidir. Özellikle 20 yy. sonlarına doğru yaygınlaşan bu teknoloji, batı ülkelerinde birçok farklı faaliyette kullanılırken, ülkemizde henüz yaygın değildir. Yeryüzüne ait sayısal modellerin üretilmesinde LiDAR teknolojisi geleneksel yöntemler ile kıyaslandığında emek, zaman ve doğruluk açısından büyük avantajları ile ön plana çıkmaktadır. Düzensiz bir nokta bulutu topluluğundan oluşan LiDAR verilerini işlemek oluşturacağımız sayısal modeller için önemli bir süreçtir. Bu süreç içinde, ham LiDAR verilerinin filtrelenmesi önemli aşamalardandır. LiDAR verilerini filtreleyerek zemin noktalarını belirleyen birçok farklı filtreleme algoritmaları vardır. Yapılan çalışmalar incelendiğinde her algoritmanın farklı arazi yüzeyleri için güçlü ve zayıf yönleri bulunmaktadır. Her algoritma içeriğinde farklı parametreleri barındırır. Bu çalışmada büyük çoğunluğunun sık ağaçlık alanlardan ve dik yamaçlardan oluşan zorlu bir arazi yüzeyi için CSF ile ATIN algoritmalarının Hava LiDAR nokta verisinden zemin noktalarını filtrelemedeki performansları test edilmiştir. Uygulama sürecinde her iki algoritma parametrelerinde farklı değerlerle filtreleme işlemi yapılarak zemin ve obje noktaları ayrılmıştır. Çalışma sonucunda her değer için filtrelenen zemin noktalarından Sayısal Arazi Modeli oluşturulmuştur. Üretilen arazi modellerinin doğrulukları referans olarak kullandığımız Sayısal Arazi Modeli ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak farklı filtreleme teknikleri ile işlem yapan algoritmaların zemin noktalarını filtrelemede ve Sayısal Arazi Modeli üretimindeki avantaj ve dezavantajları değerlendirilmiştir.

Three-dimensional numerical models are important sources of information for many disciplines in determining the details of the earth. From the past to the present, these models are produced by many classical methods such as photogrammetry and geodetic measurement. One of the methods used to produce these models is the LiDAR scanning system. Especially in the 20th century this technology, which became widespread towards the end, was used in many different activities in western countries, but it is not yet widespread in our country. In the production of digital models belonging to the earth, LiDAR technology stands out with its great advantages in terms of labor, time and accuracy compared to traditional methods. Processing LiDAR data consisting of an irregular point cloud is an important process for the numerical models we will create. In this process, filtering of raw LiDAR data is an important step. There are many different filtering algorithms that determine ground points by filtering LiDAR data. When the studies are examined, the strengths and weaknesses of each algorithm are determined for different terrain surfaces. Each algorithm has different parameters in its content. In this study, the performance of CSF and ATIN algorithms in filtering the ground points from the Air LiDAR point data was tested for a difficult land surface consisting of dense woodland areas and steep slopes. In the application process, the ground and object points are separated by filtering with different values in both algorithm parameters. As a result of the study, a Digital Terrain Model was created from the ground points filtered for each value. The accuracy of the produced land models were compared with the Digital Terrain Model we use as a reference. As a result, the advantages and disadvantages of algorithms operating with different filtering techniques in filtering the ground points and in the production of Digital Terrain Model were evaluated.