Имам данни от LiDAR - какво сега?

В една интересна статия, публикувана наскоро от Дейвид Маккитрик, където той говори за последиците от достатъчно познаване на техники, свързани с работата с LIDAR ГИС и се позовава на Global Mapper служи като помощен инструмент при обработката на данните, получени.

След като прочетох статията, изтеглих Global Mapper, за да играя известно време, и трябва да призная, че той поддържа онази практичност на този инструмент, който познавахме и с който беше много практично да се правят цифрови модели на терена от текстови файлове xyz. Днес, когато достъпът до данни на LiDAR става много по-достъпен, не е лошо да разгледаме аспектите, които трябва да се имат предвид при работата с тях, и да споменем какво Global Mapper прави добре. Това, че настоявам, ме остави изненадан от това, което тествах; С обновено лице, програмата поддържа тази простота на отваряне на данни и показването им в предварително конфигурирани предложения.

Онзи ден, на масата на Геофумадас, забелязах в очите на Дон Н. -един от моите ментори– смущаващ блясък в очите му при предложението, направено от оферент с дрон; това беше приложение за актуализиране на кадастрални данни; С голяма тъга трябваше да го изтегля от облака и да ви напомня, че в повечето развиващи се страни няма минимални условия за устойчивост на тези технологии; въпреки че в крайна сметка постигнахме консенсус за това какво е възможно по функционален начин. Внедряването на тази техника преди няколко години предизвика голяма емоция в определени държавни структури в Съединените щати, сега тя се пренася и в други страни с испански контекст, които могат да навлизат в желанието да „яхнат вълната“ на прилагането на нова технология., улавя данни, но не знае какво да прави с тях.

Ако вземем предвид разходите, изисквани от използването на LiDAR в даден проект, ще видим, че това е от решаващо значение, като се има предвид какво предполага да се започне масово събиране на данни (като говорим за „Point Cloud Collection“); като същевременно осъзнаваме, че използването му ни осигурява ефективен резултат и голяма икономия на време. Правилно използваните данни на LiDAR ни позволяват да възприемаме света по начин, който е много различен от този, който сме постигнали чрез традиционните практики на картографиране. Сега можете да получите истинска визия, като използвате 3D формати и можете също да взаимодействате с данните, с които са разработени нови техники за анализ.

Какво е LiDAR

Дейвид много уместно казва:Данните от LiDAR не са продукт, а суровина"Което установява първата ключова концепция, според нас, да разберем темата. Всъщност, получаването на данни е входът, който ще ни позволи след подходяща обработка да получим различни триизмерни модели.

Но за да бъдем по-ясни, трябва да се върнем назад и да си спомним за основната структура и характеристики на данните на LiDAR. LiDAR (съкращение от Light and Range Detection) е векторен формат на 3D точки. Всеки файл или набор от данни на LiDAR обикновено съдържа милиони или дори милиарди близко разположени и разпределени на случаен принцип точки. Близостта на разстоянието между тях зависи от това как са получени данните.

Публично достъпните данни за LiDAR са събрани, най-вече чрез въздушна платформа, използваща лазерна трансмисия и технология на приемане, във връзка с използването на прецизни позициониращи и навигационни системи. Във всяка точка се приписват стойности х, у, z, получени от изчислената времева разлика между предаването и приемането на отразен лазерен импулс.

Самолет, който лети бавно, ще създаде облак от точки, по-раздалечени от един, който лети по-бързо на по-голяма надморска височина. В зависимост де сензор, който използва самолета или безпилотен самолет, и как да се работи с данни, тя може да бъде включена като допълнителни атрибути, на стойност цвят, интензитет на размисъл, а броят на възвръщаемост на пулса, за гледане и анализ.

Какво може да се направи с данни от LiDAR

Като ясно LIDAR данни претърпява трансформация, която обикновено се превръща в модел 3D, тогава се говори за генериране на модел на релефа Digital (DEM), или за определяне / автоматично извличане на вектор обекти 3D деривати геометрични фигури в матрица точки. Възможно е също така, чрез промяна на представянето на облак точка, за да се получи смислена информация, представляващи различни видове повърхност, издигането на точка по отношение на земята, или вариант на плътността на точки, наред с други функции.

Редактиране и филтриране на данните от LiDAR

Много често е, че получените досиета съдържат много повече точки, отколкото е необходимо. Следователно, преди да използвате филтриращ процес към точката облак, за предпочитане е да се проверят метаданните на слоя. Полученото статистическо резюме ще предостави необходимата информация за характеристиките на облака, което предполага адекватно вземане на решение за процеса на филтриране.

Подобряване на качеството на данните на LiDAR

След премахването на точките, които не се изискват, следващата стъпка е да се открият и прекласифицират онези точки на земя, които първоначално не бяха класифицирани. Тоест, трябва да настроим датата. Това е много важно, за да се генерира добра резолюция DEM.
Тук разглеждаме дали можем да извършим подходящ процес на филтриране на данни и последваща прекласификация на същото. И двете привидно механични процедури са от решаващо значение за резултатите, които трябва да бъдат получени.

В този Global Mapper наистина се справя много добре. Поне на етапа на редактиране и филтриране. И все пак трябва да се има предвид, че чрез премахване на точките, които причиняват шум, има данни, класифицирани като повърхност, които не са непременно полезни. С помощта на Global Mapper е възможно не само да се извърши адекватно елиминиране на точки, които са извън географския обхват на района на проекта, но и такива, които не се изискват поради техните характеристики, тъй като приложението има множество възможности за филтриране.
Сега нека поговорим за настройката на датата. Global Mapper включва няколко интегрирани процедури, при които данните автоматично се класифицират и първоначално не се прекласифицират точки на земя, като се избягва загубата на потенциално полезни данни. Това увеличава относителния процент на точките, които могат да се използват за създаване на DEM с по-висока резолюция.

Примерът, който работих с данните преди и след урагана; без да има магьосник, софтуерът почти предлага функционалности в работен процес за получаване, моделиране, филтриране, генериране на нов модел.

Други процеси за автоматично класифициране могат да откриват и прекласифицират сгради, дървета и комунални кабели, което е първата стъпка в процеса на извличане на особености.

Създаването на модела за цифрово издигане

За да се изпълнят процедурите за анализ на 3D, в повечето случаи облакът от точки на LiDAR ще трябва да бъде ефективна информация. Използваме така наречения "решетъчен" процес, при който стойността, свързана с всяка точка в масив (обикновено стойност на кота), се използва като основа за генериране на солиден модел 3D. Този модел може да представлява само терен (модел за цифров терен) или повърхност над земята, като горска покривка (цифров модел на повърхността). Разграничаването между двете се получава от филтрирането и избора на точките, които се използват за генериране на повърхността.

Ако считаме, че по-голямата част от потребителите на LiDAR, основната цел е създаването на DTM (Digital Terrain Model), Global Mapper предлага достатъчно набор от инструменти за анализ на терена, включително изчисляване на обема; оптимизиране на нарязването и напълването; генериране на контурни линии; очертаване на водосбора; и анализ на линиите на зрението.

Извличане на атрибутите

Възможността за генериране на по-голяма наличност на данни от по-плътен облак на точки определя нов път към новия начин за обработка на LiDAR данни. Анализът на шаблоните в геометричната структура на съседни точки може да доведе до очертаване на конструирани модели, представени като триизмерни полигони; електропроводи или кабели над земята, представени като триизмерни линии; както и дървесни точки, получени от колективната структура на точки, класифицирани като повишена растителност. Инструментите за извличане на вектор на Global Mapper също включват опция за персонализирано извличане, с която могат да се генерират 3D линии и полигони след серия от изгледи на профил, които са перпендикулярни на предварително определен път. Този инструмент може да се използва за създаване на точен триизмерен модел на всяка удължена структура, като ръба на тротоара на улицата.

Заключението на Дейвид е очевидно. Наличието на данни не е всичко при работа с LiDAR; Наличието на инструмент, с който да ги обработите по практически начин, е това, което подобрява използването на тази технология.

Любопитно е, че последният път, когато видях това приложение, беше в 2011, с версията 11. Вече работех с LiDAR, но това беше малко потискащо за потреблението на ресурси, спрях да го виждам от версия 13 където тази способност се подобри малко. Въпросът е да го изтеглите и тествате, тъй като тази версия 18 ми се струва една от най-добрите алтернативи на евтин софтуер, която прави почти всичко, което би могло да се изисква за работа с данните на LiDAR.

отидете на Глобален картограф