Mám údaje LiDAR - čo teraz?

V zaujímavom článku, ktorú nedávno zverejnila David McKittrick, kde sa hovorí o dôsledkoch primeranými znalosťami techník spojených s prácou s LIDAR GIS a s odkazom na Global Mapper ako podporný nástroj pri spracovaní získaných dát.

Po prečítaní článku som si na chvíľu stiahol program Global Mapper, ktorý musím chvíľu hrať, a musím priznať, že zachováva praktickosť tohto nástroja, ktorý sme poznali, a pomocou ktorého bolo veľmi praktické vytvárať digitálne modely terénu z textových súborov xyz. Dnes, keď sa prístup k údajom LiDAR stáva oveľa dostupnejším, nie je zlé pozrieť sa na aspekty, ktoré je potrebné brať do úvahy pri práci s nimi, a spomenúť, čo robí Global Mapper dobre. To, že na tom trvám, ma prekvapilo, čo som testoval; S obnovenou tvárou si program zachováva túto jednoduchosť otvárania údajov a ich zobrazovania vo vopred nakonfigurovaných návrhoch.

Druhý deň v tabuľke Geofumadas som videl v očiach Dona H -jeden z mojich mentorov– znepokojivý záblesk v jeho očiach pri ponuke uchádzača s dronom; išlo o aplikáciu na aktualizáciu údajov katastra; S veľkým smútkom som si to musel stiahnuť z cloudu a pripomenúť vám, že vo väčšine rozvojových krajín neexistujú žiadne minimálne podmienky pre udržateľnosť týchto technológií; aj keď nakoniec sme dosiahli konsenzus o tom, čo je možné funkčným spôsobom. Prelomenie tejto techniky pred niekoľkými rokmi vyvolalo veľké emócie v niektorých vládnych subjektoch v Spojených štátoch, teraz sa prenáša do iných krajín s hispánskym kontextom, čo môže vstúpiť do túžby „zviezť sa na vlne“ aplikácie tzv. nová technológia. , zachytávanie údajov, ale v skutočnosti nevie, čo s nimi robiť.

Ak vezmeme do úvahy náklady, ktoré vyžaduje použitie LiDAR v projekte, uvidíme, že sú kritické vzhľadom na to, čo to znamená začať s hromadným zhromažďovaním údajov (konkrétne pri „Point Cloud Collection“); dokonca si uvedomujeme, že jeho použitie nám poskytuje efektívny výsledok a veľkú úsporu času. Ak sú dáta LiDAR správne použité, umožňujú nám vnímať svet spôsobom, ktorý sa veľmi líši od toho, čo sme dosiahli tradičnými mapovacími postupmi. Teraz môžete získať skutočnú víziu pomocou 3D formátov a môžete tiež komunikovať s údajmi, s ktorými sú vyvinuté nové analytické techniky.

Čo je LiDAR

David veľmi vhodne hovorí: "Údaje LiDAR nie sú produktom, ale surovinou"S tým, čo stanovuje prvý kľúčový pojem, podľa nášho názoru, pochopiť predmet. Získavanie údajov je v skutočnosti vstupom, ktorý nám po primeranom spracovaní umožní získať rôzne trojrozmerné modely.

Aby sme však boli jasnejší, musíme sa vrátiť späť a pamätať na základnú štruktúru a charakteristiky údajov LiDAR. LiDAR (skratka pre detekciu svetla a dosahu) je vektorový formát 3D bodov. Každý súbor alebo sada údajov LiDAR všeobecne obsahuje milióny alebo dokonca miliardy blízko seba a náhodne rozmiestnených bodov. Blízkosť medzi nimi závisí od toho, ako boli údaje získané.

Údaje LiDAR, ktoré sú k dispozícii verejnosti, boli zostavené väčšinou prostredníctvom palubnej platformy využívajúcej technológiu laserového prenosu a prijímania pri spoločnej aplikácii s použitím presných polohovacích a navigačných systémov. Hodnota x, y, z odvodená z časového rozdielu vypočítaného medzi prenosom a príjemom odrazeného laserového impulzu sa priradí ku každému bodu.

Letún lietajúci pomaly vytvorí oblak bodov viac rozmiestnených ako jedno lietadlo rýchlejšie vo vyšších nadmorských výškach. V závislosti od snímača používaného letúnom alebo drone a spôsobu spracovania údajov môžu byť pre vizualizáciu a analýzu zahrnuté ďalšie atribúty farieb, intenzita odrazu a počet návratov impulzov.

Čo je možné urobiť s údajmi LiDAR

Ako číry dáta LIDAR podstupuje transformáciu, ktoré všeobecne stáva model 3D, potom hovorí generovanie digitálneho modelu terénu (DEM), alebo nastavenie / automatickej extrakcie vektora objektov 3D deriváty geometrické vzory v matrici bodov. Je tiež možné, zmenou reprezentácie bodu mraku, získať zmysluplné informácie, ktoré predstavujú rôzne typy povrchu, zvýšenie bodu vzhľadom k zemi, alebo variácie hustoty bodov, medzi inými funkciami.

Úprava a filtrovanie údajov LiDAR

Je veľmi bežné, že získané dátové súbory obsahujú omnoho viac bodov, než je potrebné. Preto pred použitím filtračného procesu na bodový oblak je lepšie preskúmať metadáta vrstvy. Získaný štatistický výkaz poskytne potrebné informácie o charakteristikách oblaku, ktoré navrhnú adekvátne rozhodovanie o procese filtrovania.

Zlepšenie kvality údajov LiDAR

Po odstránení nepotrebných bodov je ďalším krokom odhalenie a reklasifikácia tých bodov, ktoré neboli pôvodne klasifikované. To znamená, že musíme spresniť údaje. To je veľmi dôležité pre vytvorenie dobrého rozlíšenia DEM.
Tu zvážime, či dokážeme vykonať adekvátny proces filtrovania a následnú reklasifikáciu. Obidva postupy, zrejme mechanické, majú rozhodujúci význam vo výsledkoch, ktoré sa majú dosiahnuť.

V tomto prípade sa globálnemu mapovačovi darí naozaj veľmi dobre. Prinajmenšom v štádiu úprav a filtrovania. Napriek tomu je potrebné vziať do úvahy, že elimináciou bodov, ktoré spôsobujú hluk, existujú údaje klasifikované ako povrch, ktoré nie sú nevyhnutne užitočné. Prostredníctvom programu Global Mapper je možné nielen adekvátne eliminovať body, ktoré sú mimo geografického rozsahu projektovej oblasti, ale aj tie, ktoré nie sú vzhľadom na svoje vlastnosti potrebné, pretože aplikácia má množstvo možností filtrovania.
Teraz poďme hovoriť o zdokonalení údajov. Global Mapper obsahuje niekoľko integrovaných postupov, s ktorými sa dáta automaticky klasifikujú a pozemkové body, ktoré neboli pôvodne považované za preklasifikované, zabránili strate potenciálne užitočných údajov. Takto sa zvyšuje relatívne percento bodov, ktoré sa môžu použiť pri vytváraní DEM s vyšším rozlíšením.

Príkladom som pracoval s údajmi pred hurikánom a po ňom; určite bez toho, aby mal Wizzard, softvér má funkcie takmer navrhnuté v workflow získať, model, filter, generovať nový model.

Prostredníctvom iných postupov automatického klasifikácie je možné zisťovať a reklasifikovať úžitkové budovy, stromy a káble, čo je prvý krok v procese extrakcie prvkov.

Vytvorenie digitálneho modelu výšky

Ak chcete vykonať postupy analýzy 3D, v takmer všetkých prípadoch bude potrebné cloudový bod LiDAR efektívnymi údajmi. Používame proces nazývaný "mriežka", pričom hodnota, ktorá je spojená s každým bodom matice (zvyčajne nadmorská hodnota), sa používa ako základ na vytvorenie pevného modelu 3D. Tento model môže predstavovať iba terén (model digitálneho terénu) alebo povrch nad zemou, ako napríklad lesný baldachýn (digitálny povrchový model). Rozdiel medzi týmito dvoma hodnotami je odvodený od filtrovania a výberu bodov, ktoré sa používajú na generovanie povrchu.

Ak vezmeme do úvahy, že väčšina užívateľov LIDAR, sú prezentované ako hlavný cieľ vytvorenie DTM (digitálny model terénu), Global Mapper poskytuje dostatočnú zbierku analýzy terénu nástrojov, vrátane výpočtu objemu; optimalizácia rezania a plnenia; generovanie obrysových línií; vymedzenie povodí; a analýzu línie zraku.

Extrakcia atribútov

Schopnosť generovať väčšiu dostupnosť údajov z hustšieho mračna bodov definuje novú cestu k novému spôsobu spracovania údajov LiDAR. Analýza vzorov v geometrickej štruktúre susedných bodov môže viesť k vymedzeniu skonštruovaných modelov predstavovaných ako trojrozmerné polygóny; elektrické vedenia alebo káble prechádzajúce nad zemou, predstavované ako trojrozmerné vedenia; ako aj stromové body, odvodené z kolektívnej štruktúry bodov klasifikovaných ako vyvýšená vegetácia. Nástroje na extrakciu vektorov Global Mapper tiež obsahujú vlastnú voľbu extrakcie, pomocou ktorej sa môžu generovať 3D čiary a polygóny po sérii profilových zobrazení, ktoré sú kolmé na preddefinovanú trasu. Tento nástroj je možné použiť na vytvorenie presného trojrozmerného modelu akejkoľvek predĺženej konštrukcie, ako napríklad okraj chodníka v ulici.

Davidov záver je zrejmý. Pri práci s LiDAR nie je všetko k dispozícii; Využitie tejto technológie zvyšuje nástroj, ktorý umožňuje ich praktické spracovanie.

Je to smiešne, že naposledy som videl túto aplikáciu v 2011, s verziou 11. Už som robil prácu s LiDAR, ale bola to trochu depresívna spotreba zdrojov, prestal som ju sledovať z Verzia 13 kde sa táto schopnosť trochu zlepšila. Ide o jeho stiahnutie a otestovanie, pretože táto verzia 18 sa mi javí ako jedna z najlepších nízkonákladových softvérových alternatív, ktorá robí takmer všetko, čo je potrebné pre prevádzku dát LiDAR.

choď na Globálny mapovač