Έχω δεδομένα LiDAR - τώρα τι;

Σε ένα ενδιαφέρον άρθρο που δημοσιεύτηκε πρόσφατα από τον David McKittrick, όπου μιλά για τις επιπτώσεις της επαρκούς γνώσης των τεχνικών που σχετίζονται με την εργασία με LIDAR GIS και αναφέρεται στην Παγκόσμια Mapper ως εργαλείο υποστήριξης κατά την επεξεργασία των δεδομένων που λαμβάνονται.

Αφού διάβασα το άρθρο, έκανα λήψη του Global Mapper για να παίξω για λίγο και πρέπει να παραδεχτώ ότι διατηρεί αυτή την πρακτικότητα αυτού του εργαλείου που γνωρίζαμε και με το οποίο ήταν πολύ πρακτικό να φτιάξω μοντέλα ψηφιακού εδάφους από αρχεία κειμένου xyz. Σήμερα, όταν η πρόσβαση σε δεδομένα LiDAR γίνεται πολύ πιο προσιτή, δεν είναι κακό να ρίχνουμε μια ματιά στις πτυχές που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη όταν δουλεύουμε μαζί τους και να αναφέρουμε τι κάνει ο Global Mapper. Ότι επιμένω, με άφησε έκπληκτη από αυτό που έχω δοκιμάσει. Με ένα ανανεωμένο πρόσωπο, το πρόγραμμα υποστηρίζει ότι η απλότητα του ανοίγματος δεδομένων και της εμφάνισής τους σε προκαθορισμένες προτάσεις.

Την άλλη μέρα, στο τραπέζι του Geofumadas, παρατήρησα στα μάτια του Don H -ένας από τους μέντορές μου– μια ανησυχητική λάμψη στα μάτια του στην προσφορά που έκανε ένας πλειοδότης drone. ήταν μια εφαρμογή ενημέρωσης κτηματολογικών δεδομένων. Με μεγάλη λύπη αναγκάστηκα να το κατεβάσω από το cloud και να σας υπενθυμίσω ότι στις περισσότερες αναπτυσσόμενες χώρες δεν υπάρχουν ελάχιστες προϋποθέσεις για τη βιωσιμότητα αυτών των τεχνολογιών. αν και τελικά καταλήξαμε σε συναίνεση για το τι είναι δυνατό με λειτουργικό τρόπο. Η παραβίαση αυτής της τεχνικής πριν από μερικά χρόνια προκάλεσε μεγάλη συγκίνηση σε ορισμένες κυβερνητικές οντότητες στις Ηνωμένες Πολιτείες, τώρα μεταφέρεται σε άλλες χώρες με ισπανικό πλαίσιο, που μπορεί να μπει στην επιθυμία να «καβαλήσει το κύμα» της εφαρμογής του νέα τεχνολογία. , συλλαμβάνει δεδομένα αλλά δεν γνωρίζει πραγματικά τι να τα κάνει.

Εάν λάβουμε υπόψη το κόστος που απαιτείται από τη χρήση του LiDAR σε ένα έργο, θα δούμε ότι είναι κρίσιμο, λαμβάνοντας υπόψη τι συνεπάγεται η έναρξη μαζικής συλλογής δεδομένων (μιλώντας συγκεκριμένα για την «Συλλογή Point Cloud»). ακόμη και αναγνωρίζοντας ότι η χρήση του μας προσφέρει ένα αποτελεσματικό αποτέλεσμα και μια μεγάλη εξοικονόμηση χρόνου. Τα δεδομένα LiDAR που χρησιμοποιούνται σωστά, μας επιτρέπουν να αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο με τρόπο πολύ διαφορετικό από αυτό που επιτύχαμε μέσω παραδοσιακών πρακτικών χαρτογράφησης. Τώρα μπορείτε να αποκτήσετε ένα πραγματικό όραμα χρησιμοποιώντας 3D μορφές και μπορείτε επίσης να αλληλεπιδράσετε με τα δεδομένα με τα οποία αναπτύσσονται νέες τεχνικές ανάλυσης.

Τι είναι το LiDAR

Ο Δαβίδ λέει πολύ εύστοχα: "Τα δεδομένα LiDAR δεν αποτελούν προϊόν αλλά πρώτη ύλη"Το οποίο καθιερώνει την πρώτη βασική ιδέα, κατά τη γνώμη μας, να κατανοήσουμε το θέμα. Στην πραγματικότητα, η απόκτηση δεδομένων είναι η είσοδος που θα μας επιτρέψει, μετά από σωστή επεξεργασία, να αποκτήσουμε διάφορα τρισδιάστατα μοντέλα.

Όμως, για να είμαστε πιο σαφείς, πρέπει να επιστρέψουμε και να θυμόμαστε τη βασική δομή και τα χαρακτηριστικά των δεδομένων LiDAR. Το LiDAR (αρκτικόλεξο για ανίχνευση φωτός και εύρους) είναι μια διανυσματική μορφή τρισδιάστατων κουκκίδων. Κάθε αρχείο ή σύνολο δεδομένων LiDAR περιέχει γενικά εκατομμύρια, ή ακόμη και δισεκατομμύρια σημεία σε απόσταση και τυχαία κατανομή. Η εγγύτητα μεταξύ τους εξαρτάται από τον τρόπο απόκτησης των δεδομένων.

Τα διαθέσιμα στο κοινό δεδομένα LiDAR έχουν συγκεντρωθεί, κυρίως μέσω μιας πλατφόρμας που χρησιμοποιεί τη μετάδοση λέιζερ και την τεχνολογία λήψης, σε συνδυασμό με τη χρήση ακριβών συστημάτων εντοπισμού θέσης και πλοήγησης. Σε κάθε σημείο, μια τιμή x, y, z που προκύπτει από τη χρονική διαφορά που υπολογίζεται μεταξύ της μετάδοσης και της λήψης ενός ανακλώμενου παλμού λέιζερ αποδίδεται.

Ένα αεροπλάνο που πετά αργά θα δημιουργήσει ένα σύννεφο από σημεία που απέχουν περισσότερο από ένα που πετά γρηγορότερα σε μεγαλύτερο υψόμετρο. Ανάλογα des αισθητήρα που χρησιμοποιεί το αεροπλάνο ή κηφήνας, και πώς να συνεργαστεί με τα δεδομένα, μπορεί να συμπεριληφθεί ως πρόσθετα χαρακτηριστικά, την τιμή του χρώματος, της έντασης του προβληματισμού και του αριθμού των αποδόσεων ανά παλμό, για την προβολή και την ανάλυση.

Τι μπορεί να γίνει με δεδομένα LiDAR

Όντας σαφές τα δεδομένα LiDAR υφίσταται έναν μετασχηματισμό που γενικά γίνεται ένα μοντέλο 3D, τότε μιλάμε την παραγωγή μιας ψηφιακής Elevation Model (DEM) ή, ρύθμιση / αυτόματη εξαγωγή του φορέα αντικειμένων 3D παράγωγα γεωμετρικά σχέδια σε μια μήτρα σημεία. Είναι επίσης δυνατό, με την αλλαγή της αναπαράστασης του σημείου νέφους, για να ληφθούν σημαντικές πληροφορίες, που αντιπροσωπεύουν διάφορους τύπους επιφάνειας, την ανύψωση ενός σημείου σε σχέση με το έδαφος, ή μια παραλλαγή της πυκνότητας των σημείων, μεταξύ άλλων χαρακτηριστικών γνωρισμάτων.

Επεξεργασία και φιλτράρισμα των δεδομένων LiDAR

Είναι πολύ συνηθισμένο ότι τα αρχεία δεδομένων που έχουν ληφθεί περιλαμβάνουν πολύ περισσότερα σημεία από ό, τι είναι απαραίτητο. Επομένως, προτού χρησιμοποιήσετε μια διαδικασία φιλτραρίσματος στο σημείο σύννεφο, είναι προτιμότερο να ελέγξετε λεπτομερώς τα μεταδεδομένα του στρώματος. Η στατιστική περίληψη που θα ληφθεί θα παράσχει τις απαραίτητες πληροφορίες για τα χαρακτηριστικά του νέφους που θα υποδείξουν μια κατάλληλη διαδικασία λήψης αποφάσεων για τη διαδικασία φιλτραρίσματος.

Βελτίωση της ποιότητας των δεδομένων LiDAR

Μετά την αφαίρεση των σημείων που δεν απαιτούνται, το επόμενο βήμα είναι να εντοπιστούν και να επαναταξινομηθούν εκείνα τα σημεία γης που αρχικά δεν ήταν ταξινομημένα. Δηλαδή, πρέπει να συντονίσουμε την ημερομηνία. Αυτό είναι πολύ σημαντικό για τη δημιουργία ενός καλού ψηφίσματος DEM.
Εδώ εξετάζουμε αν είμαστε σε θέση να εκτελέσουμε μια κατάλληλη διαδικασία φιλτραρίσματος δεδομένων και μια μεταγενέστερη επαναταξινόμηση της ίδιας. Και οι δύο φαινομενικά μηχανικές διαδικασίες είναι ζωτικής σημασίας στα αποτελέσματα που πρέπει να ληφθούν.

Σε αυτό το Global Mapper τα πάει πολύ καλά. Τουλάχιστον, στο στάδιο επεξεργασίας και φιλτραρίσματος. Ωστόσο, πρέπει να έχουμε κατά νου ότι με την εξάλειψη των σημείων που προκαλούν θόρυβο, υπάρχουν δεδομένα που ταξινομούνται ως επιφάνεια που δεν είναι απαραίτητα χρήσιμα. Μέσω του Global Mapper, δεν είναι μόνο δυνατή η κατάλληλη εξάλειψη σημείων που βρίσκονται εκτός του γεωγραφικού πεδίου της περιοχής του έργου, αλλά και εκείνων που δεν απαιτούνται λόγω των χαρακτηριστικών τους, επειδή η εφαρμογή έχει πολλές επιλογές φιλτραρίσματος.
Τώρα ας μιλήσουμε για τον συντονισμό της ημερομηνίας. Ο Global Mapper περιλαμβάνει αρκετές ολοκληρωμένες διαδικασίες με τις οποίες τα δεδομένα ταξινομούνται αυτόματα και τα σημεία γης δεν ανακατατάσσονται αρχικά, αποφεύγοντας έτσι την απώλεια δυνητικά χρήσιμων δεδομένων. Αυτό αυξάνει το σχετικό ποσοστό των σημείων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ενός DEM υψηλότερης ανάλυσης.

Το παράδειγμα έχω δουλέψει με τα δεδομένα πριν και μετά τον τυφώνα. σίγουρα χωρίς να έχει ένα wizzard, το λογισμικό έχει σχεδόν προτείνει λειτουργίες σε μια ροή εργασίας για να αποκτήσουν, μοντέλο, φίλτρο, να δημιουργήσουν νέο μοντέλο.

Άλλες διαδικασίες αυτόματης ταξινόμησης μπορούν να εντοπίσουν και να ανακατατάξουν κτίρια, δέντρα και καλώδια κοινής ωφέλειας, το οποίο είναι το πρώτο βήμα στη διαδικασία εξαγωγής χαρακτηριστικών.

Η δημιουργία του Ψηφιακού Μοντέλου Ανύψωσης

Για να εκτελεστούν οι διαδικασίες ανάλυσης 3D, στις περισσότερες περιπτώσεις, το cloud point LiDAR θα πρέπει να είναι αποτελεσματικά δεδομένα. Χρησιμοποιούμε τη λεγόμενη διαδικασία "πλέγματος", όπου η τιμή που σχετίζεται με κάθε σημείο μίας συστοιχίας (συνήθως μια τιμή ανύψωσης) χρησιμοποιείται ως βάση για τη δημιουργία ενός στερεού μοντέλου 3D. Αυτό το μοντέλο μπορεί να αντιπροσωπεύει μόνο το έδαφος (μοντέλο ψηφιακού εδάφους) ή επιφάνεια πάνω από το έδαφος, όπως ένα δασικό κάλυμμα (ένα ψηφιακό μοντέλο επιφάνειας). Η διάκριση μεταξύ των δύο προέρχεται από το φιλτράρισμα και την επιλογή των σημείων που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή της επιφάνειας.

Αν λάβουμε υπόψη ότι οι περισσότεροι χρήστες LiDAR, παρουσιάζονται ως κύριο στόχο τη δημιουργία ενός DTM (Digital Terrain Model), το Global Mapper παρέχει επαρκή συλλογή εργαλείων ανάλυσης εδάφους, συμπεριλαμβανομένου του υπολογισμού του όγκου? κοπή και βελτιστοποίηση πλήρωσης? δημιουργία γραμμών περιγράμματος. οριοθέτηση της λεκάνης απορροής. και την ανάλυση των ορατών γραμμών.

Εξαγωγή χαρακτηριστικών

Η δυνατότητα δημιουργίας μεγαλύτερης διαθεσιμότητας δεδομένων από ένα πυκνότερο σύννεφο σημείων καθορίζει μια νέα διαδρομή προς τον νέο τρόπο επεξεργασίας δεδομένων LiDAR. Η ανάλυση των προτύπων στη γεωμετρική δομή των παρακείμενων σημείων μπορεί να οδηγήσει στην οριοθέτηση των κατασκευασμένων μοντέλων, που αντιπροσωπεύονται ως τρισδιάστατα πολύγωνα. γραμμές ισχύος ή καλώδια πάνω από το έδαφος, που αντιπροσωπεύονται ως τρισδιάστατες γραμμές. καθώς και σημεία δέντρων, που προέρχονται από τη συλλογική δομή των σημείων που ταξινομούνται ως ανυψωμένη βλάστηση. Τα εργαλεία εξαγωγής διάνυσμα του Global Mapper περιλαμβάνουν επίσης μια προσαρμοσμένη επιλογή εξαγωγής με την οποία μπορούν να δημιουργηθούν γραμμές 3D και πολύγωνα ακολουθώντας μια σειρά προβολών προφίλ που είναι κάθετα σε μια προκαθορισμένη διαδρομή. Αυτό το εργαλείο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργηθεί ένα ακριβές τρισδιάστατο μοντέλο οποιασδήποτε επιμήκους δομής, όπως η άκρη ενός πεζοδρομίου σε έναν δρόμο.

Το συμπέρασμα του David είναι προφανές. Η κατοχή δεδομένων δεν είναι το παν όταν εργάζεστε με το LiDAR. Η ύπαρξη ενός εργαλείου για την επεξεργασία τους με πρακτικό τρόπο είναι αυτό που βελτιώνει τη χρήση αυτής της τεχνολογίας.

Είναι περίεργο ότι την τελευταία φορά που είδα αυτή την αίτηση ήταν στο 2011, με την έκδοση 11. Έκανα ήδη δουλειά με το LiDAR αλλά ήταν κάπως καταθλιπτικό στην κατανάλωση πόρων, σταμάτησα να παρακολουθώ από το έκδοση 13 όπου η ικανότητα βελτιώθηκε λίγο. Είναι θέμα λήψης και δοκιμής, καθώς αυτή η έκδοση 18 μου φαίνεται να είναι μια από τις καλύτερες εναλλακτικές λύσεις λογισμικού χαμηλού κόστους που κάνει σχεδόν ό, τι θα μπορούσε να απαιτείται για τη λειτουργία δεδομένων LiDAR.

πηγαίνετε στο Global Mapper