Uso de dados fotogramétricos no refinamento geométrico de contornos de telhados de edifícios extraídos de dados laser

In this paper, a methodology is proposed for the geometric refinement of laser scanning building roof contours using high-resolution aerial images and Markov Random Field (MRF) models. The proposed methodology takes for granted that the 3D description of each building roof reconstructed from the laser scanning data (i.e., a polyhedron) is topologically correct and that it is only necessary to improve its accuracy. Since roof ridges are accurately extracted from laser scanning data, our main objective is to use high-resolution aerial images to improve the accuracy of roof outlines. In order to meet this goal, the available roof contours are first projected onto the image-space. After that, the projected polygons and the straight lines extracted from the image are used to establish an MRF description, which is based on relations ( relative length, proximity, and orientation) between the two sets of straight lines. The energy function associated with the MRF is minimized by using a modified version of the brute force algorithm, resulting in the grouping of straight lines for each roof object. Finally, each grouping of straight lines is topologically reconstructed based on the topology of the corresponding laser scanning polygon projected onto the image-space. The preliminary results showed that the proposed methodology is promising, since most sides of the refined polygons are geometrically better than corresponding projected laser scanning straight lines.

Detecção de áreas de oclusão para geração de ortoimagem verdadeira utilizando dados LASER

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Reconstrução de contornos e cumeeiras de telhados de edifícios a partir de imagens aéreas de alta-resolução e poliedros representativos de edifícios extraídos de dados LASER

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Extração de feições retas e cálculo de entidades pontuais a partir de dados LASER para o ajustamento relativo de faixas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Refinamento geométrico de contornos e cumeeiras de telhados de edifícios extraídos de dados laser com uso de imagem aérea

In this paper, a method is proposed to refine the LASER 3D roofs geometrically by using a high-resolution aerial image and Markov Random Field (MRF) models. In order to do so, a MRF description for grouping straight lines is developed, assuming that each projected side contour and ridge is topologically correct and that it is only necessary to improve its accuracy. Although the combination of laser data with data from image is most justified for refining roof contour, the structure of ridges can give greater robustness in the topological description of the roof structure. The MRF model is formulated based on relationships (length, proximity, and orientation) between the straight lines extracted from the image and projected polygon and also on retangularity and corner injunctions. The energy function associated with MRF is minimized by the genetic algorithm optimization method, resulting in the grouping of straight lines for each roof object. Finally, each grouping of straight lines is topologically reconstructed based on the topology of the corresponding LASER scanning polygon projected onto the image-space. The results obtained were satisfactory. This method was able to provide polygons roof refined buildings in which most of its contour sides and ridges were geometrically improved.

Extração automática de contornos de telhados de edifícios em um modelo digital de elevação, utilizando inferência Bayesiana e campos aleatórios de Markov

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Integração de imagem aérea de alta resolução e dados de varredura a laser na classificação de cenas urbanas para detectar regiões de via

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Extração automática de contornos de telhados usando dados de varredura a laser e campos randômicos de Markov

This paper proposes a methodology for automatic extraction of building roof contours from a Digital Elevation Model (DEM), which is generated through the regularization of an available laser point cloud. The methodology is based on two steps. First, in order to detect high objects (buildings, trees etc.), the DEM is segmented through a recursive splitting technique and a Bayesian merging technique. The recursive splitting technique uses the quadtree structure for subdividing the DEM into homogeneous regions. In order to minimize the fragmentation, which is commonly observed in the results of the recursive splitting segmentation, a region merging technique based on the Bayesian framework is applied to the previously segmented data. The high object polygons are extracted by using vectorization and polygonization techniques. Second, the building roof contours are identified among all high objects extracted previously. Taking into account some roof properties and some feature measurements (e. g., area, rectangularity, and angles between principal axes of the roofs), an energy function was developed based on the Markov Random Field (MRF) model. The solution of this function is a polygon set corresponding to building roof contours and is found by using a minimization technique, like the Simulated Annealing (SA) algorithm. Experiments carried out with laser scanning DEM's showed that the methodology works properly, as it delivered roof contours with approximately 90% shape accuracy and no false positive was verified.

Segmentação de dados de perfilamento a laser em áreas urbanas utilizando uma abordagem Bayesiana

In this paper is presented a region-based methodology for Digital Elevation Model segmentation obtained from laser scanning data. The methodology is based on two sequential techniques, i.e., a recursive splitting technique using the quad tree structure followed by a region merging technique using the Markov Random Field model. The recursive splitting technique starts splitting the Digital Elevation Model into homogeneous regions. However, due to slight height differences in the Digital Elevation Model, region fragmentation can be relatively high. In order to minimize the fragmentation, a region merging technique based on the Markov Random Field model is applied to the previously segmented data. The resulting regions are firstly structured by using the so-called Region Adjacency Graph. Each node of the Region Adjacency Graph represents a region of the Digital Elevation Model segmented and two nodes have connectivity between them if corresponding regions share a common boundary. Next it is assumed that the random variable related to each node, follows the Markov Random Field model. This hypothesis allows the derivation of the posteriori probability distribution function whose solution is obtained by the Maximum a Posteriori estimation. Regions presenting high probability of similarity are merged. Experiments carried out with laser scanning data showed that the methodology allows to separate the objects in the Digital Elevation Model with a low amount of fragmentation.

Detecção de regiões de via integrando dados de varredura a LASER aerotransportado e imagens de alta resolução

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Produção de IL-1β, IL-6 e IL-8 por fibroblastos estimulados por cimentos endodônticos e submetidos à terapia laser de baixa potência

O sucesso do tratamento endodôntico depende da cuidadosa realização de todas as suas fases, terminando com uma obturação tridimensional que alcance todo o sistema de canais radiculares. Desta forma, os materiais obturadores, ou as substâncias liberadas, entrarão em contato com os tecidos perirradiculares, o que poderá influenciar a resposta inflamatória e o processo de reparo. A terapia laser de baixa potência (TLBP) tem sido estudada quanto à sua ação anti-inflamatória, favorecendo o reparo. O objetivo deste estudo foi investigar a produção das citocinas IL-1β, IL-6 e IL-8 por fibroblastos de gengiva humana (linhagem FMM1) como resposta à presença dos extratos dos cimentos endodônticos AH Plus, MTA Fillapex e EndoSequence BC Sealer, bem como a eficácia da TLBP, neste modelo. Para isto, extratos destes cimentos, recém-manipulados e após 24 h do endurecimento, foram preparados em meio de cultura DMEM fresco, conforme as normas ISO 10993-12. Inicialmente, a citotoxicidade dos cimentos foi avaliada, após a interação das células com a diluição seriada destes extratos (1:1 a 1:16), por meio do ensaio MTT. Para a análise da produção de citocinas, 106 células por poço foram cultivadas em placas de cultura de 24 poços, para a interação com os extratos dos cimentos, na diluição 1:4. Estabeleceram-se os grupos não irradiado e irradiado. No grupo irradiado, as culturas celulares receberam duas irradiações do laser InGaAlP (660 nm, 30 mW, 5 J/cm2 e área do feixe de 0,028 cm2), com intervalo de 12 h. O grupo não irradiado foi submetido às mesmas condições ambientais que o irradiado. Os sobrenadantes das culturas foram coletados, centrifugados, aliquotados e armazenados congelados, para a posterior análise pelo ensaio de ELISA. Todos os dados obtidos (médias erro padrão) foram tratados estatisticamente por ANOVA one-way, complementado pelo teste de Tuckey e ANOVA two-way, com correção de Bonferroni (p< 0,05). A citotoxicidade dos cimentos AH Plus e EndoSequence BC Sealer revelou-se tempo/concentração-dependente, enquanto a do MTA Fillapex mostrou-se concentração-dependente. Os cimentos endodônticos induziram a produção das citocinas IL-1β, IL-6 e IL-8 pelos fibroblastos, sem diferença significativa com os controles (p> 0,05). Somente o LPS de E. coli induziu a secreção de IL-8, com diferença estatística (p< 0,05). A TLBP não foi capaz de modular a produção das citocinas em questão, significativamente.

Caracterização de Bacilos Gram-Negativos Não Fermentadores não usuais em bacteremias pelas técnicas de Matrix-Assisted Laser Desorption IonizationTime of Flight Mass Spectrometry, sequenciamento de DNA e método fenotípico convencional

Alguns Bastonetes Gram-negativos não fermentadores (BGNNF) costumam ser considerados clinicamente pouco significantes e a sua implicação em infecções é subestimada. Devido à similaridade fenotípica, mudanças taxonômicas, baixa reatividade bioquímica e limitações nos bancos de dados em sistemas comerciais, a identificação de BGNNF é frequentemente equivocada, culminando com a denominação de diferentes micro-organismos apenas como BGNNF, por falta de melhor diferenciação. O objetivo desse estudo foi avaliar, por métodos fenotípico convencional, proteômico e molecular, a identificação de BGNNF incomuns isolados em hemoculturas de pacientes atendidos em um hospital universitário no Rio de Janeiro. Foram selecionadas 78 amostras isoladas de hemoculturas caracterizadas no laboratório clinico como BGNNF para a identificação por sequenciamento dos genes 16S RNA e recA, por um conjunto amplo de testes fenotípicos manuais e por MALDI-TOF MS. Os micro-organismos predominantes na amostragem foram genotipados pela técnica de eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE). Pelo sequenciamento do gene 16S rRNA, a maioria das amostras (n=31; 40%) foi incluída no gênero Burkholderia, seguido de Pseudomonas stutzeri (10%) e Delftia acidovorans (4%). Os demais isolados foram agrupados em 27 diferentes espécies. O sequencimento do gene recA identificou a maioria das espécies de Burkholderia como Burkholderia contaminans (n=19; 24%). Os testes fenotípicos incluíram as 31 amostras apenas no CBc e para as outras 47 amostras, a concordância com o sequenciamento do gene 16S rRNA em nível de espécie foi de 64% (n=30) e apenas em gênero a concordância foi de 17% (n=8). A análise comparativa geral da identificação por MALDI-TOF MS com o sequenciamento do gene16S rRNA mostrou que 42% (n=33) das 78 amostras foram concordantes em nível de espécie e 45% (n=35) apenas em gênero. Excluindo as amostras do CBc, houve um aumento da concordância em nível de espécie para 60%. As discordâncias parecem ser devido às diferenças nos perfis proteicos das amostras em relação às amostras-referência do banco de dados do equipamento e podem ser aprimorados com a atualização de perfis no sistema. A análise do polimorfismo genético de B. contaminans mostrou a ausência de um clone disseminado causando surto, além da provável origem ambiental das infecções. Os setores de nefrologia e hemodiálise contribuíram com maior número de pacientes com amostras positivas (5 pacientes e 9 amostras). Os grupos clonais BcoD e BcoE foram encontrados em pacientes assistidos no mesmo setor com diferença de quatro meses (BcoD, nefrologia) e 1,5 ano (BcoE, hemodilálise), entre as culturas, respectivamente. As discordâncias entre as técnicas ocorreram principalmente devido a dificuldade de identificação das espécies do CBc. Os BGNNF incomuns são de difícil caracterização independente da metodologia usada e nenhum método por si só foi capaz de identificar todas as amostras.

Efeitos da aplicação transendocárdica do laser de hólmio em pacientes com angina refratária

Objetivo - Investigar os efeitos da aplicação endocárdica do laser de hólmio em regiões isquêmicas de pacientes com angina refratária, sobre a classe funcional de angina, a tolerância ao esforço, o duplo produto, a fração de ejeção e o consumo de antianginosos. Métodos - Treze pacientes (66.10 ±12 anos) não elegíveis para angioplastia ou cirurgia, com angina refratária classe III-IV e fração de ejeção de 43,4±7,8% foram submetidos a 30-40 perfurações endocárdicas de 5 mm de profundidade com o laser de hólmio, aplicado pela via percutânea a regiões isquêmicas determinadas pela prova do Tálio 201. Cinco variáveis clínicas foram avaliadas aos 3, 6 e 12 meses. A significância estatística aos 3, 6 e 12 meses foi avaliada pelo ANOVA e pelo método proposto por Bonferroni. Resultados - Todos os procedimentos tiveram sucesso. A classe funcional de angina de base, aos 3, 6 e 12 meses era respectivamente: 3,5±0,5; 2,2±0,4; 1,7±0,5; 2,0±0,7 (P<0,001); a prova submáxima de Naughton (segundos) 374±133 (base); 518±121 (6 meses) [P=0,05]; 428±132 (12 meses) [P=0,029]; os antianginosos (mg/dia) 204,8±72,5; 204,8±72,5; 137,9±66,1; 121,7±32,7[P= 0,01]; a fração de ejeção (%) 43,4±7,8 (base); 49,0±6,9 (6 meses) [0,081] e o duplo produto (x 1000) 16,2±3,4 (base); 17,8±4,4 (6 meses); 17,5±4,4 (12 meses) [P=0,253]. Conclusão - Os dados sugerem que, no grupo estudado, a aplicação percutânea do laser de hólmio em regiões isquêmicas melhora de forma significativa a classe funcional de angina e a tolerância ao esforço, apesar da redução da medicação antianginosa.

Monitoramento da morfologia costeira em setores da bacia potiguar sob influência da indústria petrolífera utilizando geodésia de alta precisão e laser escâner terrestre

The objective of this Doctoral Thesis was monitoring, in trimestral scale, the coastal morphology of the Northeastern coast sections of Rio Grande do Norte State, in Brazil, which is an area of Potiguar Basin influenced by the oil industry activities. The studied sections compose coastal areas with intense sedimentary erosion and high environmental sensitivity to the oil spill. In order to achieve the general objective of this study, the work has been systematized in four steps. The first one refers to the evaluation of the geomorphological data acquisition methodologies used on Digital Elevation Model (DEM) of sandy beaches. The data has been obtained from Soledade beach, located on the Northeastern coast of Rio Grande Norte. The second step has been centered on the increasing of the reference geodetic infrastructure to accomplish the geodetic survey of the studied area by implanting a station in Corta Cachorro Barrier Island and by conducting monitoring geodetic surveys to understand the beach system based on the Coastline (CL) and on DEM multitemporal analysis. The third phase has been related to the usage of the methodology developed by Santos; Amaro (2011) and Santos et al. (2012) for the surveying, processing, representation, integration and analysis of Coastlines from sandy coast, which have been obtained through geodetic techniques of positioning, morphological change analysis and sediment transport. The fourth stage represents the innovation of surveys in coastal environment by using the Terrestrial Laser Scanning (TLS), based on Light Detection and Ranging (LiDAR), to evaluate a highly eroded section on Soledade beach where the oil industry structures are located. The evaluation has been achieved through high-precision DEM and accuracy during the modeling of the coast morphology changes. The result analysis of the integrated study about the spatial and temporal interrelations of the intense coastal processes in areas of building cycles and destruction of beaches has allowed identifying the causes and consequences of the intense coastal erosion in exposed beach sections and in barrier islands