<p>With numerous applications in both military and civilian life, the demand for accurate 3D models of real world environments increases rapidly. Using an airborne laser scanner for the raw data acquisition and robust methods for data processing, the researchers at the Swedish Defence Research Agency (FOI) in Linköping hope to fully automate the modeling process.</p><p>The work of this thesis has mainly been focused on three areas: ground estimation, image segmentation and classification. Procedures have in each of these areas been developed, leading to a new algorithm for ground estimation, a number of segmentation methods as well as a full comparison of various decision values for an object based classification. The ground estimation algorithm developed has yielded good results compared to the method based on active contours previously elaborated at FOI. The computational effort needed by the new method has been greatly reduced compared to the former, as performance, particularly in urban areas, has been improved. The segmentation methods introduced have shown promising results in separating different types of objects. A new set of decision values and descriptors for the object based classifier has been suggested, which, according to tests, prove to be more efficient than the set p reviously used.</p> / <p>Med många tillämpningar både inom det civila och militära, ökar efterfrågan på noggranna och korrekta omvärldesmodeller snabbt. Forskare på FOI, Totalförsvarets Forskningsinstitut, arbetar med att fullt ut kunna automatisera den process som genererar dessa tredimensionella modeller av verkliga miljöer. En luftburen laserradar används för datainsamlingen och robusta metoder är under ständig utveckling för den efterföljande databehandlingen.</p><p>Arbetet som presenteras i denna rapport kan delas in i tre huvudområden: skattning av markyta, segmentering av data samt klassificering. Metoder inom varje område har utvecklats vilket lett fram till en ny algoritm för markestimering, en rad metoder för segmentering samt en noggrann jämförelse av olika beslutsvärden för en objektbaserad klassificering. Markskattningsalgoritmen har visat sig vara effektiv i jämförelse med en metod baserad på aktiva konturer som sedan tidigare utvecklats på FOI. Beräkningsbördan för den nya metoden är endast en bråkdel av den förra, samtidigt som prestandan, särskilt i urbana miljöer, har kunnat förbättras.</p><p>De segmenteringsmetoder som introducerats har visat på lovande resultat vad gäller möjligheten att särskilja olika typer av objekt. Slutligen har en ny uppsättning deskriptorer och beslutsvärden till den objektbaserade klassificeraren föreslagits. Den har enligt de tester som presenteras i rapporten visats sig vara mer effektiv än den uppsättning som använts fram till idag.</p>

During several years research has been performed at the Department of Laser Systems, the Swedish Defense Research Agency (FOI), to develop methods to produce high resolution 3D environment models based on data acquired with airborne laser systems. The 3D models are used for several purposes, both military and civilian applications, for example mission planning, crisis management analysis and planning of infrastructure. We have implemented a new format to store laser point data. Instead of storing rasterized images of the data this new format stores the original location of each point. We have also implemented a new method to detect outliers, methods to estimate the ground surface and also to divide the remaining data into two classes: buildings and vegetation. It is also shown that it is possible to get more accurate results by analyzing the points directly instead of only using rasterized images and image processing algorithms. We show that these methods can be implemented without increasing the computational complexity.

<p>During several years research has been performed at the Department of Laser Systems, the Swedish Defense Research Agency (FOI), to develop methods to produce high resolution 3D environment models based on data acquired with airborne laser systems. The 3D models are used for several purposes, both military and civilian applications, for example mission planning, crisis management analysis and planning of infrastructure.</p><p>We have implemented a new format to store laser point data. Instead of storing rasterized images of the data this new format stores the original location of each point. We have also implemented a new method to detect outliers, methods to estimate the ground surface and also to divide the remaining data into two classes: buildings and vegetation.</p><p>It is also shown that it is possible to get more accurate results by analyzing the points directly instead of only using rasterized images and image processing algorithms. We show that these methods can be implemented without increasing the computational complexity.</p>

With numerous applications in both military and civilian life, the demand for accurate 3D models of real world environments increases rapidly. Using an airborne laser scanner for the raw data acquisition and robust methods for data processing, the researchers at the Swedish Defence Research Agency (FOI) in Linköping hope to fully automate the modeling process. The work of this thesis has mainly been focused on three areas: ground estimation, image segmentation and classification. Procedures have in each of these areas been developed, leading to a new algorithm for ground estimation, a number of segmentation methods as well as a full comparison of various decision values for an object based classification. The ground estimation algorithm developed has yielded good results compared to the method based on active contours previously elaborated at FOI. The computational effort needed by the new method has been greatly reduced compared to the former, as performance, particularly in urban areas, has been improved. The segmentation methods introduced have shown promising results in separating different types of objects. A new set of decision values and descriptors for the object based classifier has been suggested, which, according to tests, prove to be more efficient than the set p reviously used. / Med många tillämpningar både inom det civila och militära, ökar efterfrågan på noggranna och korrekta omvärldesmodeller snabbt. Forskare på FOI, Totalförsvarets Forskningsinstitut, arbetar med att fullt ut kunna automatisera den process som genererar dessa tredimensionella modeller av verkliga miljöer. En luftburen laserradar används för datainsamlingen och robusta metoder är under ständig utveckling för den efterföljande databehandlingen. Arbetet som presenteras i denna rapport kan delas in i tre huvudområden: skattning av markyta, segmentering av data samt klassificering. Metoder inom varje område har utvecklats vilket lett fram till en ny algoritm för markestimering, en rad metoder för segmentering samt en noggrann jämförelse av olika beslutsvärden för en objektbaserad klassificering. Markskattningsalgoritmen har visat sig vara effektiv i jämförelse med en metod baserad på aktiva konturer som sedan tidigare utvecklats på FOI. Beräkningsbördan för den nya metoden är endast en bråkdel av den förra, samtidigt som prestandan, särskilt i urbana miljöer, har kunnat förbättras. De segmenteringsmetoder som introducerats har visat på lovande resultat vad gäller möjligheten att särskilja olika typer av objekt. Slutligen har en ny uppsättning deskriptorer och beslutsvärden till den objektbaserade klassificeraren föreslagits. Den har enligt de tester som presenteras i rapporten visats sig vara mer effektiv än den uppsättning som använts fram till idag.