optimización da planificación de adquisición de datos LIDAR cara ó modelado 3D de interiores

The main objective of this doctoral thesis is the design, validation and implementation of methodologies that allow the geometric and topological modelling of navigable spaces, whether inside buildings or urban environments, to be integrated into three-dimensional geographic information systems (GIS-3D). The input data of this work will consist mainly of point clouds (which can be classified) acquired by LiDAR systems both indoors and outdoors. In addition, the use of BIM infrastructure models and cadastral maps is proposed depending on their availability. Point clouds provide a large amount of environmental information with high accuracy compared to data offered by other acquisition technologies. However, the lack of data structure and volume requires a great deal of processing effort. For this reason, the first step is to structure the data by dividing the input cloud into simpler entities that facilitate subsequent processes. For this first division, the physical elements present in the cloud will be considered, since they can be walls in the case of interior environments or kerbs in the case of exteriors. In order to generate navigation routes adapted to different mobile agents, the next objective will try to establish a semantic subdivision of space according to the functionalities of space. In the case of internal environments, it is possible to use BIM models to evaluate the results and the use of cadastral maps that support the division of the urban environment. Once the navigable space is divided, the design of topologically coherent navigation networks will be parameterized both geometrically and topologically. For this purpose, several spatial discretization techniques, such as 3D tessellations, will be studied to facilitate the establishment of topological relationships, adjacency, connectivity and inclusion between subspaces. Based on the geometric characterization and the topological relations established in the previous phase, the creation of three-dimensional navigation networks with multimodal support will be addressed and different levels of detail will be considered according to the mobility specifications of each agent and its purpose. Finally, the possibility of integrating the networks generated in a GIS-3D visualization system will be considered. For the correct visualization, the level of detail can be adjusted according to geometry and semantics. Aspects such as the type of user or transport, mobility, rights of access to spaces, etc. They must be considered at all times.El objetivo principal de esta tesis doctoral es el diseño, la validación y la implementación de metodologías que permitan el modelado geométrico y topológico de espacios navegables, ya sea de interiores de edificios o entornos urbanos, para integrarse en sistemas de información geográfica tridimensional (SIG). -3D). Los datos de partida de este trabajo consistirán principalmente en nubes de puntos (que pueden estar clasificados) adquiridas por sistemas LiDAR tanto en interiores como en exteriores. Además, se propone el uso de modelos BIM de infraestructuras y mapas catastrales en función de su disponibilidad. Las nubes de puntos proporcionan una gran cantidad de información del entorno con gran precisión con respecto a los datos ofrecidos por otras tecnologías de adquisición. Sin embargo, la falta de estructura de datos y su volumen requiere un gran esfuerzo de procesamiento. Por este motivo, el primer paso que se debe realizar consiste en estructurar los datos dividiendo la nube de entrada en entidades más simples que facilitan los procesos posteriores. Para esta primera división se considerarán los elementos físicos presentes en la nube, ya que pueden ser paredes en el caso de entornos interiores o bordillos en el caso de los exteriores. Con el propósito de generar rutas de navegación adaptadas a diferentes agentes móviles, el próximo objetivo intentará establecer una subdivisión semántica del espacio de acuerdo con las funcionalidades del espacio. En el caso de entornos internos, es posible utilizar modelos BIM para evaluar los resultados y el uso de mapas catastrales que sirven de apoyo en la división del entorno urbano. Una vez que se divide el espacio navegable, se parametrizará tanto geométrica como topológicamente al diseño de redes de navegación topológicamente coherentes. Para este propósito, se estudiarán varias técnicas de discretización espacial, como las teselaciones 3D, para facilitar el establecimiento de relaciones topológicas, la adyacencia, la conectividad y la inclusión entre subespacios. A partir de la caracterización geométrica y las relaciones topológicas establecidas en la fase anterior, se abordará la creación de redes de navegación tridimensionales con soporte multimodal y se considerarán diversos niveles de detalle según las especificaciones de movilidad de cada agente y su propósito. Finalmente, se contemplará la posibilidad de integrar las redes generadas en un sistema de visualización tridimensional 3D SIG 3D. Para la correcta visualización, el nivel de detalle se puede ajustar en función de la geometría y la semántica. Aspectos como el tipo de usuario o transporte, movilidad, derechos de acceso a espacios, etc. Deben ser considerados en todo momento.O obxectivo principal desta tese doutoral é o deseño, validación e implementación de metodoloxías que permitan o modelado xeométrico e topolóxico de espazos navegables, ben sexa de interiores de edificios ou de entornos urbanos, ca fin de seren integrados en Sistemas de Información Xeográfica tridimensionais (SIX-3D). Os datos de partida deste traballo constarán principalmente de nubes de puntos (que poden estar clasificadas) adquiridas por sistemas LiDAR tanto en interiores como en exteriores. Ademáis plantease o uso de modelos BIM de infraestruturas e mapas catastrais dependendo da súa dispoñibilidade. As nubes de puntos proporcionan unha gran cantidade de información do entorno cunha gran precisión respecto os datos que ofrecen outras tecnoloxías de adquisición. Sen embargo, a falta de estrutura dos datos e a seu volume esixe un amplo esforzo de procesado. Por este motivo o primeiro paso a levar a cabo consiste nunha estruturación dos datos mediante a división da nube de entrada en entidades máis sinxelas que faciliten os procesos posteriores. Para esta primeira división consideraranse elementos físicos presentes na nube como poden ser paredes no caso de entornos interiores ou bordillos no caso de exteriores. Coa finalidade de xerar rutas de navegación adaptadas a distintos axentes móbiles, o seguinte obxectivo tratará de establecer unha subdivisión semántica do espazo de acordo as funcionalidades do espazo. No caso de entornos interiores plantease a posibilidade de empregar modelos BIM para avaliar os resultados e o uso de mapas catastrais que sirvan de apoio na división do entorno urbano. Unha vez divido o espazo navigable parametrizarase tanto xeométricamente como topolóxicamene de cara ao deseño de redes de navegación topolóxicamente coherentes. Para este fin estudaranse varias técnicas de discretización de espazos como como son as teselacións 3D co obxectivo de facilitar establecer relacións topolóxicas, de adxacencia, conectividade e inclusión entre subespazos. A partir da caracterización xeométrica e das relación topolóxicas establecidas na fase previa abordarase a creación de redes de navegación tridimensionais con soporte multi-modal e considerando varios niveis de detalle de acordo as especificacións de mobilidade de cada axente e a súa finalidade. Finalmente comtemplarase a posibilidade de integrar as redes xeradas nun sistema SIX 3D visualización tridimensional. Para a correcta visualización o nivel de detalle poderá axustarse en base a xeometría e a semántica. Aspectos como o tipo de usuario ou transporte, mobilidade, dereitos de acceso a espazos, etc. deberán ser considerados en todo momento

Planning for scanning in construction : optimizing 3D laser scanning operations using building information modelling and a novel specification on surface scanning completeness.

Application of Terrestrial Laser Scanning (TLS) technology in the Architectural Engineering and Construction (AEC) industry is gaining popularity because the technology uniquely offers the means to create as-built three-dimensional (3D) models of existing facilities, and conduct construction project progress and dimensional quality measurements. An open challenge with regard to the use TLS for such applications is to efficiently generate effective scanning plans that satisfy pre-defined point cloud quality specifications. Two such specifications are currently commonly used: Level of Accuracy (LOA) that focuses on individual point precision, and Level of Detail (LOD) that focuses on point density. Given such specifications, current practice sees professionals manually prepare scanning plans using existing 2D CAD drawings, some ad-hoc rules (of thumb), and their experience. Yet, it is difficult to manually generate and analyse laser scanning plans to ensure they satisfy scanning quality specifications such as those above. Manually-defined plans may easily lead to over-scanning, or worse under-scanning with incomplete data (which may require the team to go back on site to acquire complementary data). To minimize the risk of producing inadequate scanning plans, some semi-automated and automated methods have been proposed by researchers that use the 3D (BIM) model generated during the design stage. These methods take consideration for LOA and LOD. However, these are point-based specifications that do not guarantee that a sufficient amount of the surface of each object is covered by the acquired data, despite this aspect being important to many of the applications for which TLS is employed (e.g. modelling existing facilities). Therefore, this research uniquely proposes a novel planning for scanning quality specification, called Level of Surface Completeness (LOC) that assesses point cloud quality in terms of surface completeness. In addition, an approach is proposed for automatic planning for scanning in the AEC industry that takes both LOA and LOC specifications into account. The approach is ‘generic’ in the sense that it can be employed for any type of project. It is designed to generate automatic laser scanning plans using as input: (1) the facility’s 3D BIM model; (2) the scanner’s characteristics; and (3) the LOA and LOC specifications. The output is the smallest set of scanning locations necessary to achieve those requirements. The optimal solution is found by formulating the problem as a binary integer programming optimization problem, which is easily solved using a branch-and-cut algorithm. To assess the performance of the approach, experiments are conducted using a simple concrete structural model, a more complex structural model, and a section of the latter extended with Mechanical Electrical and Plumbing (MEP) components. The overall performance of the proposed approach for automatic planning for scanning is encouraging, showing that it is possible to take surface-based specifications into account in automated planning-for-scanning algorithms. However, the experimental results also highlight a significant weakness of the approach presented here which is that it does not take into account the overlapping of surfaces covered from different scanning locations and thus may inaccurately assess covered surfaces

Dagstuhl Reports : Volume 1, Issue 2, February 2011

Online Privacy: Towards Informational Self-Determination on the Internet (Dagstuhl Perspectives Workshop 11061) : Simone Fischer-Hübner, Chris Hoofnagle, Kai Rannenberg, Michael Waidner, Ioannis Krontiris and Michael Marhöfer Self-Repairing Programs (Dagstuhl Seminar 11062) : Mauro Pezzé, Martin C. Rinard, Westley Weimer and Andreas Zeller Theory and Applications of Graph Searching Problems (Dagstuhl Seminar 11071) : Fedor V. Fomin, Pierre Fraigniaud, Stephan Kreutzer and Dimitrios M. Thilikos Combinatorial and Algorithmic Aspects of Sequence Processing (Dagstuhl Seminar 11081) : Maxime Crochemore, Lila Kari, Mehryar Mohri and Dirk Nowotka Packing and Scheduling Algorithms for Information and Communication Services (Dagstuhl Seminar 11091) Klaus Jansen, Claire Mathieu, Hadas Shachnai and Neal E. Youn

Proceedings of the Doctoral Consortium in Computer Science (JIPII 2021)

Actas de las Jornadas de Investigación Predoctoral en Ingeniería InformáticaThis volume contains the proceedings of the Primeras Jornadas de Investigación Predoctoral en Ingeniería Informática - First Doctoral Consortium in Computer Science, JIPII 2021, which was held online on June 15th, 2021. The aim of JIPII 2021 was to provide a forum for PhD students to present and discuss their research under the guidance of a panel of senior researchers. The advances in their PhD theses under development in the Doctoral Program in Computer Science were presented in the Consortium. This Doctoral Program belongs to the Doctoral School of the University of Cadiz (EDUCA). Different stages of research were covered, from the most incipient phase, such as the PhD Thesis plans (or even a Master’s Thesis), to the most advanced phases in which the defence of the PhD Thesis is imminent. We enjoyed twenty very nice and interesting talks, organized in four sessions. We had a total of fifty participants, including speakers and attendees, with an average of thirty-two people in the morning sessions and an average of twenty people in the afternoon sessions. Several people contributed to the success of JIPII 2021. We are grateful to the Academic Committee of the Doctoral Program in Computer Science and the School of Engineering for their support. We would like also to thank the Program Committee for their work in reviewing the papers, as well as all the students and supervisors for their interest and participation. Finally, the proceedings have been published by the Department of Computer Science and Engineering. We hope that you find the proceedings useful, interesting, and challenging

Iterative restricted space search : a solving approach based on hybridization

Face à la complexité qui caractérise les problèmes d'optimisation de grande taille l'exploration complète de l'espace des solutions devient rapidement un objectif inaccessible. En effet, à mesure que la taille des problèmes augmente, des méthodes de solution de plus en plus sophistiquées sont exigées afin d'assurer un certain niveau d 'efficacité. Ceci a amené une grande partie de la communauté scientifique vers le développement d'outils spécifiques pour la résolution de problèmes de grande taille tels que les méthodes hybrides. Cependant, malgré les efforts consentis dans le développement d'approches hybrides, la majorité des travaux se sont concentrés sur l'adaptation de deux ou plusieurs méthodes spécifiques, en compensant les points faibles des unes par les points forts des autres ou bien en les adaptant afin de collaborer ensemble. Au meilleur de notre connaissance, aucun travail à date n'à été effectué pour développer un cadre conceptuel pour la résolution efficace de problèmes d'optimisation de grande taille, qui soit à la fois flexible, basé sur l'échange d'information et indépendant des méthodes qui le composent. L'objectif de cette thèse est d'explorer cette avenue de recherche en proposant un cadre conceptuel pour les méthodes hybrides, intitulé la recherche itérative de l'espace restreint, ±Iterative Restricted Space Search (IRSS)>>, dont, la principale idée est la définition et l'exploration successives de régions restreintes de l'espace de solutions. Ces régions, qui contiennent de bonnes solutions et qui sont assez petites pour être complètement explorées, sont appelées espaces restreints "Restricted Spaces (RS)". Ainsi, l'IRSS est une approche de solution générique, basée sur l'interaction de deux phases algorithmiques ayant des objectifs complémentaires. La première phase consiste à identifier une région restreinte intéressante et la deuxième phase consiste à l'explorer. Le schéma hybride de l'approche de solution permet d'alterner entre les deux phases pour un nombre fixe d'itérations ou jusqu'à l'atteinte d'une certaine limite de temps. Les concepts clés associées au développement de ce cadre conceptuel et leur validation seront introduits et validés graduellement dans cette thèse. Ils sont présentés de manière à permettre au lecteur de comprendre les problèmes que nous avons rencontrés en cours de développement et comment les solutions ont été conçues et implémentées. À cette fin, la thèse a été divisée en quatre parties. La première est consacrée à la synthèse de l'état de l'art dans le domaine de recherche sur les méthodes hybrides. Elle présente les principales approches hybrides développées et leurs applications. Une brève description des approches utilisant le concept de restriction d'espace est aussi présentée dans cette partie. La deuxième partie présente les concepts clés de ce cadre conceptuel. Il s'agit du processus d'identification des régions restreintes et des deux phases de recherche. Ces concepts sont mis en oeuvre dans un schéma hybride heuristique et méthode exacte. L'approche a été appliquée à un problème d'ordonnancement avec deux niveaux de décision, relié au contexte des pâtes et papier: "Pulp Production Scheduling Problem". La troisième partie a permit d'approfondir les concepts développés et ajuster les limitations identifiées dans la deuxième partie, en proposant une recherche itérative appliquée pour l'exploration de RS de grande taille et une structure en arbre binaire pour l'exploration de plusieurs RS. Cette structure a l'avantage d'éviter l'exploration d 'un espace déjà exploré précédemment tout en assurant une diversification naturelle à la méthode. Cette extension de la méthode a été testée sur un problème de localisation et d'allocation en utilisant un schéma d'hybridation heuristique-exact de manière itérative. La quatrième partie généralise les concepts préalablement développés et conçoit un cadre général qui est flexible, indépendant des méthodes utilisées et basé sur un échange d'informations entre les phases. Ce cadre a l'avantage d'être général et pourrait être appliqué à une large gamme de problèmes