Optimizing the Achievable Information Content Extraction from WorldView-4 Stereo Imagery
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DGPF
ORIGINAL ARTICLE
Optimizing the Achievable Information Content Extraction from WorldView‑4 Stereo Imagery Umut G. Sefercik1 · Mehmet Alkan2 · Can Atalay3 · Karsten Jacobsen4 · Gürcan Büyüksalih5 · Serkan Karakış6 Received: 14 April 2020 / Accepted: 16 September 2020 © Deutsche Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation (DGPF) e.V. 2020
Abstract In 2016, DigitalGlobe’s third-generation commercial Earth observation satellite WorldView-4 (WV-4), which offered 31 cm spatial resolution for panchromatic imagery, was launched and was active up to January 2019. Together with WorldView-3, this is the highest ground resolution of civilian optical space-borne missions. In this study, the information content of WV-4′s pan-sharpened stereo imagery is comprehensively investigated by manual and automatic object extraction approaches in a study area with rolling urban topography. The potential of automatic extraction was maximised by a group of refinement methods supported by the normalised digital surface model (NDSM) generated from WV-4 stereo pair. The NDSM was used as an additional band in the segmentation for revealing the object height heterogeneity. The results demonstrated that our method increased the precision, completeness and overall quality of WV-4 automatic extraction up to 8.4% for the number of buildings and up to 3.4% for the road length. Keywords WorldView-4 · Information content · Normalised digital surface model · Manual object extraction · Automatic object extraction Zusammenfassung Optimierung des erreichbaren Informationsinhalts von WorldView-4 Stereomodellen. Im Jahr 2016 startete DigitalGlobe WorldView-4 (WV-4), einen kommerziellen Erdbeobachtungssatelliten der dritten Generation. Er lieferte eine Boden auflösung von 31 cm und war bis Januar 2019 in Betrieb. Gemeinsam mit WorldView-3 hatte er die höchste Bodenauflösung eines nicht-militärischen optischen Fernerkundungssatelliten. In dieser Arbeit wird der Informationsgehalt der pan-ge schärften Stereomodelle des WV-4 umfassend durch manuelle und automatische Datenerfassung in einem Gebiet untersucht, das durch Verstädterung und bewegte Topographie geprägt ist. Das Potenzial der automatischen Datenerfassung wurde durch eine Reihe von verfeinerten Methoden maximiert, unterstützt durch das aus dem WV-4 Stereomodell erzeugte normalisierte digitale Oberflächenmodell (NDSM). Der NDSM wurde als zusätzliche Ebene in der Segmentierung verwendet, um die Heterogenität der Objekthöhen zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigten, dass unsere Methode die Genauigkeit, Vollständigkeit und Gesamtqualität der automatischen Datenerfassung bei WV-4-Szenen bis zu 8,4% bezüglich der Anzahl der Gebäude und bis zu 3,4% bezüglich der Straßenlänge gesteigert hat. * Umut G. Sefercik [email protected]
1
Department of Geomatics Engineering, Gebze Technical University, 41400 Kocaeli, Turkey
Mehmet Alkan [email protected]
2
Department of Geomatics Engineering, Yıldız Technical University, 34220 İstanbul, Turkey
Can Atalay [email protected]
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