Generación de modelos digitales de edificios a partir de imágenes satelitales estereoscópicas

Abstract

Las imágenes satelitales estereoscópicas consisten en un par de imágenes que corresponden a dos puntos de vista diferentes de una zona de interés, lo que permite la simulación de una visión en 3 dimensiones (3D) de los objetos, de igual forma que se comporta la visión del ser humano. Este proyecto forma parte de una línea de investigación del Grupo de Mecánica de los Fluidos Computacional del Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental (IMFIA). Dicha línea plantea como uno de sus objetivos la realización de simulaciones de viento en la zona donde se ubica la Facultad de Ingeniería, para evaluar la factibilidad de instalar un molino de viento en la Facultad con la finalidad del autoabastecimiento energético de la misma. Para inferir cómo se comporta el viento en la zona de interés, se necesita previamente simular las construcciones que existen alrededor, a partir de esto es que surge la necesidad de crear un modelo 3D del lugar. Este proyecto pretende aportar a la línea de investigación, brindando la posibilidad de calcular la altura de los edificios a partir de dos imágenes satelitales estereoscópicas y así conformar el modelo tridimensional del área. Con el fin de evaluar la factibilidad de dicho cálculo y la posterior implementación en una aplicación que cumpla con los requerimientos, se realiza un estudio conceptual y de antecedentes relacionados al tema de tratamiento de imágenes. Posteriormente se investiga acerca del estado del arte, que arroja como resultado las dos formas de calcular la altura en este tipo de problemas: baseline y modelo RPC. Con la información disponible para este proyecto la alternativa de baseline se descarta y la de modelo RPC surge como la adecuada para el tipo de imágenes que se adquirieron. En el proceso desde la obtención de la imagen hasta la obtención de la altura y la georreferenciación de un edificio, se pueden identificar claramente dos grandes etapas: la correlación y el cálculo de altura, cada una con más de un método de resolución. El resultado final es una aplicación implementada en Matlab, que recibe como entrada las imágenes satelitales estereoscópicas y al seleccionar los outlines (edificios) permite el procesamiento de las imágenes y la obtención de la latitud, longitud y altura de cada edificio. La aplicación desarrollada realiza la tares requerida con buena precisión, de acuerdo a comparaciones realizadas contra medidas tomadas con GPS y aplicaciones similares disponibles en el mercado. Además, el sistema agrega valor al permitir obtener el modelo 3D de cualquier ciudad a partir de sus imágenes satelitales estereoscópicas.