This paper presents a method to detect buildings using shadow information in satellite imagery. We classify image into three categories of building region, shadow region and background region to find buildings with consistent intensity. After the removal of noises in building regions and shadow regions, buildings adjacent to shadow regions are detected using the constraint of building and shadow sizes. The algorithm has been applied to KOMPSAT and SPOT images and the result showed buildings are efficiently detected.
Building extraction is one of the essential issues for 3D city modelling. In recent years, high-resolution satellite imagery has become widely available and it brings new methodology for urban mapping. In this paper, we have developed a semi-automatic algorithm to determine building heights from monoscopic high-resolution satellite data. The algorithm is based on the analysis of the projected shadow and actual shadow of a building. Once two roof comer points are measured manually, the algorithm detects (rectangular) roof boundary automatically. Then it estimates a building height automatically by projecting building shadow onto the image for a given building height, counting overlapping pixels between the projected shadow and actual shadow, and finding the height that maximizes the number of overlapping pixels. Once the height and roof boundary are available, the footprint and a 3D wireframe model of a building can be determined. The proposed algorithm is tested with IKONOS images over Deajeon city and the result is compared with the building height determined by stereo analysis. The accuracy of building height extraction is examined using standard error of estimate.
Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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v.14
no.2
s.36
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pp.3-13
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2006
Extraction of man-made objects from high resolution satellite images has been studied by many researchers. In order to reconstruct accurate 3D building structures most of previous approaches assumed 3D information obtained by stereo analysis. For this, they need the process of sensor modeling, etc. We argue that a single image itself contains many clues of 3D information. The algorithm we propose projects virtual shadow on the image. When the shadow matches against the actual shadow, the height of a building can be determined. If the height of a building is determined, the algorithm draws vertical lines of sides of the building onto the building in the image. Then the roof boundary moves along vertical lines and the footprint of the building is extracted. The algorithm proposed can use the shadow cast onto the ground surface and onto facades of another building. This study compared the building heights determined by the algorithm proposed and those calculated by stereo analysis. As the results of verification, root mean square errors of building heights were about 1.5m.
Extraction of building is one of essential issues for the 3D city models generation. In recent years, high-resolution satellite imagery has become widely available, and this shows an opportunity for the urban mapping. In this paper, we have developed a semi-automatic algorithm to extract 3D buildings in urban settlements areas from high-spatial resolution panchromatic imagery. The proposed algorithm determines building height interactively by projecting shadow regions for a given building height onto image space and by adjusting the building height until the shadow region and actual shadow in the image match. Proposed algorithm is tested with IKONOS images over Deajeon city and the algorithm showed promising results. ┌阀 䭏佈䉌ᔀ鳪떭臬隑駭验耀
Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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v.30
no.2
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pp.163-171
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2012
High resolution satellite images have been used for building and road system analysis, landscape analysis, and ecological assessment for several years. However, in high resolution satellite images, shadows are necessarily cast by manmade objects such as buildings and over-pass bridges. This paper develops the shadow extraction procedures in urban area including various land-use classes, and the extracted shadow areas are evaluated by a manually digitized shadow map. For the shadow extraction, the Canny edge operator and the dilation filter are applied to make building edge buffer area. Also, the object-based segmentation was performed using Gram-Schmitt fusion image, and spectral and spatial parameters are calculated from the segmentation results. Finally, we proposed appropriate parameters and extraction rules for the shadow extraction. The accuracy of the shadow extraction results from the various assessment indices is 80% to 90%.
Detecting shadows in images and restoring or removing them was a very challenging task in computer vision. Traditional researches used color information, edges, and thresholds to detect shadows, but there were errors such as not considering the penumbra area of shadow or even detecting a black area that is not a shadow. Deep learning has been successful in various fields of computer vision, and research on applying deep learning has started in the field of shadow detection and removal. However, it was very difficult and time-consuming to collect data for network learning, and there were many limited conditions for shooting. In particular, it was more difficult to obtain shadow data from buildings and satellite images, which hindered the progress of the research. In this paper, we propose a method for generating shadow data from buildings and satellites using Unity3D. In the virtual Unity space, 3D objects existing in the real world were placed, and shadows were generated using lights effects to shoot. Through this, it is possible to get all three types of images (shadow-free, shadow image, shadow mask) necessary for shadow detection and removal when training deep learning networks. The method proposed in this paper contributes to helping the progress of the research by providing big data in the field of building or satellite shadow detection and removal research, which is difficult for learning deep learning networks due to the absence of data. And this can be a suboptimal method. We believe that we have contributed in that we can apply virtual data to test deep learning networks before applying real data.
This article presents a new method for semi-automatic extraction of building information (height, shape, and footprint location) from monoscopic urban scenes. The proposed method is to expand Semi-automatic Volumetric Shadow Analysis (SVSA), which can handle occluded building footprints or shadows semi-automatically. SVSA can extract wrong building information from a single high resolution satellite image because SVSA is influenced by extracted shadow area, image noise and objects around a building. The proposed method can reduce the disadvantage of SVSA by using multi-spectral images. The proposed method applies SVSA to panchromatic and multi-spectral images. Results of SVSA are used as parameters of a cost function. A building height with maximum value of the cost function is determined as actual building height. For performance evaluation, building heights extracted by SVSA and the proposed method from Kompsat-2 images were compared with reference heights extracted from stereo IKONOS. The result of performance evaluation shows the proposed method is a more accurate and stable method than SVSA.
Architects may evaluate building models to see how a building will shadow itself and its neighbors at various times. A heliodon, a tilt-table which is a machine that imitates the rotation and orbit of the Earth, helps architects wanting to analyze patterns of shadow patch, passive solar heating options, site solar panels, or control solar heat gain. The heliodon swivels in three directions for setting latitude, season, and time of day. Using the device, an architect first clamps a model to the tabletop, then turns the table to the coordinates of interest. Usually, the winter and summer solstices receive strong attention, for they represent extreme cases, A more recent installation at a university adds to its heliodon a set of lamps to recreate the illumination level and more accurate patterns of shadow patch. The table holds the building model at various angles to a spotlight, which mounts in the pole. The set of scale model measurement describes the validity of various electric lamps as an artificial sun to approximate the sun's parallel rays, helping designers to distinguish between illuminated areas in and around a building and those regions falling in the shadows.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.57
no.6
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pp.994-1002
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2008
In this paper a novel tracking system is described, regarding the influence of shadow between array, aimed at improving the efficiency of PV tracking system. Comparing with a building site versus capacity power, domestic solar powers have a limited siting. Therefore, each array interferes with the shadow of other arrays. The loss by influence of those shadow can be compensated for by means of control algorithm of the tracking device. The paper suggests a method controlling an altitude for length which is received the shadow influence of PV array. By using an azimuth of current solar position and the length between arrays, the controller of tracking device is able to calculate the length between actual arrays and make a comparison of the shadow length at a specific time with the length between arrays. When the shadow length is longer than the length between arrays, the controller of tracking device can adjust a position by compensating error altitude of the length between arrays at an altitude of current solar position. In the paper, we develop the control algorithm able to minimize the loss caused by the influence of shadow on the PV tracking system, and compared this with conventional output system. The controller has been tested in the laboratory with proposed algorithm and shows excellent performance.
Kim, Hye-Jin;Choi, Jae-Wan;Han, You-Kyung;Kim, Yong-II
Proceedings of the KSRS Conference
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2008.10a
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pp.365-367
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2008
A digital city model represents a 3D environment of a city with various city object information such as 3D building model, road, and land cover. Usually, at least two satellite images with some image overlap are necessary and a complex satellite-related computation needs to be carried out to create a city model. This is an expensive technique, because it requires many resources and excessive computational cost. The authors propose a methodology to create a digital city model including 3D building model and land cover information from a single high resolution satellite image. The approach consists of image pan-sharpening, shadow recovery, building occlusion restoration, building model extraction, and land cover classification. We create a digital city model using a single KOMPSAT-2 image and review the result.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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