Show simple item record

dc.contributor.advisorOk, Ali Özgün
dc.contributor.authorKöseoğlu, Fitnat
dc.date.accessioned2023-06-05T11:28:31Z
dc.date.issued2022
dc.date.submitted2022-09-22
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/33278
dc.description.abstractA Digital Elevation Model (DEM) is a general term used to express the virtual representation of the height values of the Earth's surface. Two of the most widely used DEM types are Digital Surface Model (DSM) and Digital Terrain Model (DTM). DSM is a 3-dimensional (3D) dataset that includes the vegetation, bare earth surface and the height values of man-made objects (buildings, bridges, vehicles, etc.) built on it. DTM contains only ground height values, unlike DSM. While DSM can mostly be obtained directly from LiDAR or image matching, DTM generation is a challenging process based on filtering the DSM data to remove objects other than the terrain surface. Since generating DTM requires high accuracy and precision for application areas such as precision farming, military applications, base mapping, and transportation systems, DSM filtering approaches are still being developed. In this thesis, a DTM extraction methodology consisting of three steps has been developed. In the first stage, the cloth simulation filtering algorithm (CSF) is utilized. During that stage, the ground index information regarding the terrain pixels of the input DSM is obtained by using both fine resolution and coarse resolution clothes. Thereafter, two initial DTMs having fine resolution and coarse resolution are generated by interpolating the pixels labeled as terrain. In the second stage, the goal is the generation of an adaptive smoothing map that acts as a critical indicator for the variational optimization framework. After calculating the differences between the fine-resolution and coarse-resolution DTMs produced, a rotation invariant two-dimensional Gaussian kernel is applied to generate the adaptive smoothing map. Finally, a modified version of the variational DTM extraction method is developed to minimize the variational cost function iteratively and generate the final DTM. Instead of using a single smoothing level, the proposed method utilized different smoothing levels that change from pixel to pixel. The accuracy measures utilized in this thesis are based on object-based and elevation-based accuracy measures. The accuracy assessment is performed on two separate test sites (in Wales, United Kingdom, and Ankara, Turkey), and both numerical and visual results for the high resolution dense DSM datasets (LiDAR-based and UAV-based) are given. Elevation-based accuracy analysis demonstrates that the proposed DTM extraction methodology is successful against the CSF method. The best RMSE and absolute errors are consistently achieved by the proposed approach. Object-based accuracy analysis showed that the proposed method achieves a nice balance between the object-based precision and recall measures.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectLiDARtr_TR
dc.subjectDigital Terrain Modeltr_TR
dc.subjectVariational Filteringtr_TR
dc.subjectGround Filteringtr_TR
dc.subjectCSFtr_TR
dc.titleA Hybrid Strategy for Generating Digital Terrain Model From Dense Digital Surface Model Using Cloth Simulation Filter and Total Variation Regularizationtr_TR
dc.title.alternativeKumaş Simülasyon Filtresi ve Toplam Varyasyon Düzenlileştirmesi Kullanılarak Yoğun Dijital Yüzey Modelinden Dijital Arazi Modeli Üretilmesi için Yeni Bir Hibrit Stratejitr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetSayısal Yükseklik Modeli (SYM), dünya yüzeyinin yükseklik değerlerinin sanal temsilini ifade etmek için kullanılan genel bir terimdir. En yaygın kullanılan SYM türlerinden ikisi Sayısal Yüzey Modeli (SYM) ve Sayısal Arazi Modelidir (SAM). SYM, bitki örtüsünün, zemin ve üzerine inşa edilmiş insan yapımı nesnelerin (binalar, köprüler, araçlar vb.) yükseklik değerlerini içeren 3 boyutlu (3B) bir veri setidir. SAM, SYM'den farklı olarak yalnızca zemin yüksekliği değerlerini içerir. SYM çoğunlukla doğrudan LiDAR'dan veya görüntü eşleştirme yoluyla elde edilebilirken, SAM üretimi, zemin haricindeki nesneleri kaldırmak için SYM verilerinin filtrelenmesine dayanan zorlu bir süreçtir. SAM üretimi, hassas tarım, askeri uygulamalar, zemin haritalama ve ulaşım sistemleri gibi uygulama alanları için yüksek doğruluk ve hassasiyet gerektirdiğinden, SYM filtreleme yaklaşımları hala geliştirilmektedir. Tez kapsamında üç adımdan oluşan bir SAM çıkarım metodolojisi geliştirilmiştir. İlk aşamada kumaş simülasyonu filtreleme algoritması (CSF) kullanılmıştır. Bu aşamada, girdi SYM’nin arazi piksellerine ilişkin zemin indeksi bilgileri, hem yüksek hem de alçak çözünürlüklü kumaşlar kullanılarak elde edilmiştir. Daha sonra, zemin olarak etiketlenen piksellerin enterpolasyonu ile yüksek ve alçak çözünürlüğe sahip iki başlangıç SAM'ı oluşturulur. İkinci aşamada amaç, varyasyonel optimizasyon çerçevesi için kritik bir gösterge görevi gören uyarlanabilir bir düzenlileştirme haritasının oluşturulmasıdır. Üretilen yüksek ve alçak çözünürlüklü SAM'lar arasındaki fark hesaplandıktan sonra, uyarlanabilir düzenlileştirme haritasının oluşturulması için rotasyonu sabit iki boyutlu Gauss matrisi uygulanır. Son olarak, varyasyonel maliyet fonksiyonunu yinelemeli olarak minimize etmek ve nihai SAM'ı oluşturmak için varyasyonel SAM çıkarım yönteminin modifiye edilmiş bir versiyonu geliştirilmiştir. Önerilen yöntemde, tek bir düzenlileştirme seviyesi kullanmak yerine pikselden piksele değişen farklı düzenlileştirme seviyeleri kullanılmıştır. Bu tezde kullanılan doğruluk ölçüleri, nesne tabanlı ve yükseklik tabanlı doğruluk ölçülerine dayanmaktadır. Doğruluk değerlendirmesi iki ayrı test sahasında (Galler, Birleşik Krallık ve Ankara, Türkiye) gerçekleştirilmiş ve yüksek çözünürlüklü yoğun SYM veri setleri (LiDAR tabanlı ve İHA tabanlı) için hem sayısal hem de görsel sonuçlar verilmiştir. Yüksekliğe dayalı doğruluk analizi, önerilen SAM çıkarımı metodolojisinin CSF yöntemine karşı başarılı olduğunu göstermektedir. En iyi RMSE ve absolute error değerleri, önerilen yaklaşımla tutarlı bir şekilde elde edilmiştir. Nesne tabanlı doğruluk analizi, önerilen yöntemin object-based precision and recall ölçüleri arasında iyi bir denge sağladığını göstermiştir.tr_TR
dc.contributor.departmentGeomatik Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2023-06-05T11:28:31Z
dc.fundingYoktr_TR


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record