Original paper

Dense Multi-Stereo Matching for High Quality Digital Elevation Models

Haala, Norbert; Rothermel, Mathias

PFG Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation Jahrgang 2012 Heft 4 (2012), p. 331 - 343

published: Aug 1, 2012

DOI: 10.1127/1432-8364/2012/0121

BibTeX file

ArtNo. ESP172201204003

P

You have access to this paper. Click the button below to download the paper as PDF file to your computer:


Download PDF

Abstract

Until recently, the acquisition of high quality digital elevation models was dominated by the use of airborne lidar. However, meanwhile the increasing quality of digital airborne cameras in combination with recent improvements in matching algorithms allow for an automatic image-based acquisition as a suitable alternative. Within the paper, this progress will be demonstrated on the example of photogrammetric DEM generation using the semi-global matching (SGM) stereo method. Since this approach aims at pixel-wise matching, dense 3D point clouds can be generated. The tests described in the paper are based on data collected from different digital airborne cameras at various flight scenarios during a recent test on photogrammetric 3D data capture. Thus, the impact of different stereo configurations on the quality of the final outcome can be evaluated and compared to test results already available. Special interest is also paid to the combination of multiple stereo pairs with different base-to-height ratios, which can be used efficiently to increase the precision and reliability of the matching results.

Kurzfassung

Die Erzeugung digitaler Höhenmodelle wurde bis vor kurzem durch den Einsatz von Lidar dominiert. Durch die verbesserte Qualität von Kamerasystemen und die voranschreitende Entwicklung bildbasierter Zuordnungsverfahren stellt die Datenerfassung mittels Luftbildkameras mittlerweile eine ernstzunehmende Alternative dar. In diesem Artikel wird dieser Fortschritt anhand des Beispiels der photogrammetrischen DEM Generierung durch Semi-Global Matching (SGM) aufgezeigt. Mittels dieser Methode werden pixelweise Zuordnungen zwischen zwei Bildpaaren erhalten, so dass extrem dichte Oberflächenmodelle generiert werden können. Für die in diesem Artikel durchgeführten Tests wurde Bildmaterial unterschiedlicher Kamerasysteme und Flugkon gurationen untersucht. Dabei wurde unter anderem auf Daten im Rahmen kürzlich durchgeführter Tests zur Untersuchung photogrammetrischer Datenerfassung zurückgegriffen. So kann der Ein uss von ugspezi schen Parametern auf die erhaltenen Resultate evaluiert, und selbige mit bestehenden Ergebnissen verglichen werden. Spezielle Beachtung ndet außerdem die Fusion mehrerer Stereomodelle resultierend aus Bildpaaren unterschiedlicher Basis-Höhenverhältnisse. Dies ermöglicht eine Steigerung hinsichtlich der Genauigkeit und der geometrischen Qualität.

Keywords

demsurfacepoint cloudimage matchinggeometry