REMOTE SENSING OBJECT-ORIENTED IMAGE ANALYSIS
APPLIED TO HALF-TIMBERED HOUSES
Tania Neusch & Pierre Grussenmeyer
MAP-PAGE UMR 694, National Institute of Applied Sciences, 24 Bd de la Victoire, 67084 Strasbourg, France :
tania.neusch@mail.insa-strabourg.fr pierre.grussenmeyer@insa-strasbourg.fr
CIPA XIXth International Symposium, 30 September- 4 October 2003, Antalya, Turkey
“New perspectives to save Cultural Heritage”
KEY WORDS: Segmentation, Classification, Recognition, Fuzzy logic, Architectural Heritage Conservation, Photographic
Recording and Documentation, Semantic modelling, Urban
ABSTRACT:
Remote sensing image analysis techniques are particularly effective when they are based on multispectral images. When very high
resolution satellite sensors entered into the civil market, conventional image analysis techniques such as classification by maximum
likelihood did not any more fulfil the requirements due to higher spatial and poorer spectral dimensions. In this context we decided to
apply different techniques of image analysis to terrestrial photographs which present a small spectral resolution, often limited to three
bands.
Part of the experiments were carried out on photographs taken in the old part of Strasbourg city. Object of interest is the Alsatian
house, built during the 18th century. Unfortunately, they might disappear since a lot of them are demolished or in a state of neglect
without any buyer to renovate them. Recording and documentation of Alsatian half-timbered houses with their sloping roofs become
essential to conserve a trace of our traditions and carpenter's special knowledge. As expected, a first experiment using traditional
techniques of supervised classification produced poor results because of low spectral depth available. On the other hand, a
segmentation of the image followed by a classification based on fuzzy logic provided interesting results. Indeed, the object oriented
approach as conceived in eCognition (Definiens GmbH) allows to extract objects according to their shape, their texture and their
context.
When applying this technique to Alsatian façades, it is necessary to formalise the knowledge through rules with help of heritage
specialists. Therefore, it should be possible to automate façade detection in a semantic way and to complete architectural information
systems. We hope that these examinations will enlarge the range of image analysis applications for the recording of Alsatian
architectural heritage.
RESUME:
Les techniques d’analyses d’images de télédétection sont particulièrement efficaces lorsqu’elles sont basées sur des images
multispectrales. Lorsque les images à très haute résolution spatiale ont fait leur apparition sur le marché civil, ces techniques
d’analyses d’images ne répondaient plus aux exigences liées à une dimension spatiale plus élevée et une dimension spectrale plus
faible. Dans ce contexte nous avons décidé d’appliquer plusieurs techniques d’analyse d’images à des photographies terrestres qui
présentent une faible résolution spatiale, souvent limitée à 3 bandes.
Une partie des expérimentations a été réalisée sur des photographies dans le vieux quartier de Strasbourg ainsi que dans les villages
aux alentours. L’objet de notre étude est la maison alsacienne, dont la construction date pour certaines du 18 e siècle.
Malheureusement, ces résidences tendent à disparaître étant donné qu’une grande partie est démolie ou délaissée. Le recueil et la
documentation de maisons alsaciennes à colombages deviennent essentielles pour la conservation de nos traditions et des
connaissances de nos charpentiers. Une première expérience utilisant les techniques traditionnelles de classification a produit des
résultats décevants en raison de la faible profondeur spectrale disponible. Par contre, une segmentation de l’image accompagnée
d’une classification suivant le principe de la logique floue a fourni des résultats intéressants. En effet, l’approche orientée objet telle
que conçue dans eCognition (Definiens) permet des extractions d’objets basées non seulement sur leur signature spectrale, mais aussi
sur leur forme, leur texture et leur contexte.
Pour appliquer cette technique à des façades alsaciennes, il est nécessaire de formaliser nos connaissances par le biais de règles de
discrimination avec l’aide éventuelle des spécialistes du patrimoine alsacien. Ainsi, il devrait être possible d’automatiser une
détection de façade dans un sens sémantique et de compléter les systèmes d’informations architecturaux. Nous espérons que ces
expérimentations vont alimenter le champ d’application des analyses d’images dans un esprit de conservation du patrimoine
architectural alsacien.
1. CONTEXT OF THE STUDY
High resolution (HR) satellite imagery has today almost the
same spatial and spectral characteristics as photographic digital
images. In remote sensing, conventional image analysis
techniques do not fulfil the requirements due to higher spatial
and poorer spectral dimensions of HR imagery any more. To
improve the results it is necessary to take into account not only
spectral values but also various attributes, relational and
contextual information.
To illustrate these requirements, we choose to apply
conventional techniques as well as an object oriented approach
conceived for HR satellite imagery on several terrestrial
