İHA ve yersel lazer tarama verilerinin 3B füzyonu ile sanal gerçeklik performans artırımı

Abstract

Dünya üzerindeki objelerin dijital ikizlerinin oluşturulması günümüzde popüler bir konu haline gelmiştir. Optik insansız hava aracı (İHA) gibi modern sistemler kullanılarak elde edilen hava fotoğrafları yardımıyla üretilen yüksek kalitedeki ve hassas 3B doku giydirilmiş katı modeller fiziksel gerçekliğin dijital ortamda gösterilmesini sağlamaktadır. Optik İHA sistemleri, 3B hassas model üretiminde sıklıkla kullanılsa da üretim sürecinde çeşitli problemler ile karşılaşılabilmektedir. Pasif uzaktan algılama prensibi ile çalışmalarından dolayı optik İHA'ların yoğun orman alanlarında, ağaç altı bölgelerde ve köprü, viyadük, alt geçit gibi derinlikli ve alt bölümleri hava fotoğraflarında yeterince tasvir edilemeyen objelerin bulunduğu sorunlu alanlarda 3B modelleme performansları düşebilmektedir. Bu tez kapsamında, optik İHA'nın 3B hassas model üretimindeki problemlerinin minimize edilmesi için farklı tekniklerin füzyonuna dayalı bir çözüm geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, yukarıda bahsi geçen sorunlu alanlarda elde edilen optik İHA verileri ile sahadan toplanan yersel lazer tarama verilerinin yüksek geometrik doğruluk sağlanarak birleştirilmesi ve hem geometrik hem de spektral anlamda gerçeğe en yakın 3B dijital ikiz üretimi için bir metodoloji geliştirilmiştir. Uygulanan metodoloji ile optik İHA verileri ile dijital ikizinin elde edilmesi mümkün olmayan objelerin dijital ikizleri yüksek doğrulukla üretilebilmiştir. Son olarak, çalışma alanında elde edilen yüksek doğruluklu dijital ikiz sanal gerçeklik ortamına entegre edilmiştir. Bu entegrasyon neticesinde yüksek kalitede bütünleşik ve kesintisiz bir sanal tur oluşturulmuştur.Creating digital twins of objects on Earth has become a popular topic today. High quality and precise 3D textured solid models produced with the help of aerial photos obtained using modern systems such as optical unmanned aerial vehicles (UAVs) enable the representation of physical reality in a digital environment. Although optical UAV systems are frequently used in the production of 3D precise models, various problems can be encountered during the production process. Due to their passive remote sensing principle, the 3D modeling performance of optical UAVs may decrease in dense forest areas, under-tree areas and problematic areas where objects with depth and sub-sections such as bridges, viaducts, and underpasses cannot be adequately depicted in aerial photos. Within the scope of this thesis, it is aimed to develop a solution based on the fusion of different techniques in order to minimize the problems of optical UAV in the production of 3D precise models. In this context, a methodology has been developed for the combination of optical UAV data obtained in the above-mentioned problematic areas with terrestrial laser scanning data collected from the field by providing high geometric accuracy and for the production of 3D digital twins that are closest to reality in both geometric and spectral terms. With the applied methodology, digital twins of objects that could not be obtained with optical UAV data could be produced with high accuracy. Finally, the high-accuracy digital twin obtained in the study area was integrated into the virtual reality environment. As a result of this integration, a high-quality integrated and uninterrupted virtual tour was created.