J'ai des données LiDAR - et maintenant?

Dans un article très intéressant récemment publié par David Mckittrick, il parle des implications de la connaissance appropriée des techniques associées au travail avec LiDAR dans le SIG et se référant à Global Mapper comme un outil pour soutenir le traitement des données obtenues.

Après avoir lu l'article, j'ai téléchargé Global Mapper pour jouer pendant un moment, et je dois admettre qu'il maintient cette praticité de cet outil que nous connaissions et avec lequel il était très pratique de faire des modèles numériques de terrain à partir de fichiers texte xyz. Aujourd'hui, alors que l'accès aux données LiDAR devient beaucoup plus abordable, il n'est pas mal de jeter un œil aux aspects à prendre en compte lorsque l'on travaille avec eux et de mentionner ce que Global Mapper fait bien. Que j'insiste, cela m'a laissé surpris par ce que j'ai testé; Avec un visage renouvelé, le programme maintient cette simplicité d'ouverture des données et de les afficher dans des suggestions déjà préconfigurées.

L'autre jour, dans la table de Geofumadas, je pouvais remarquer aux yeux de Don H -Un de mes mentors– une lueur déconcertante dans ses yeux face à l'offre faite par un drone enchérisseur ; c'était une application pour mettre à jour les données cadastrales ; Avec une grande tristesse, j'ai dû le télécharger depuis le cloud et vous rappeler que dans la plupart des pays en développement, il n'y a pas de conditions minimales pour la durabilité de ces technologies ; bien qu'en fin de compte nous soyons parvenus à un consensus sur ce qui est possible d'une manière fonctionnelle. L'irruption de cette technique il y a quelques années a provoqué une grande émotion dans certaines entités gouvernementales aux États-Unis, maintenant elle est transférée à d'autres pays avec un contexte hispanique, ce qui peut entrer dans le désir de "surfer sur la vague" de l'application de la nouvelle technologie. , capturant des données mais ne sachant pas vraiment quoi en faire.

Si l'on prend en compte le coût demandé par l'utilisation du LiDAR dans un projet, on verra qu'il est critique, compte tenu de ce que cela implique de se lancer dans une collecte de données de masse (en parlant spécifiquement de «Point Cloud Collection»); reconnaissant même que son utilisation nous permet d'obtenir un résultat efficace et un gain de temps considérable. Correctement utilisées, les données LiDAR nous permettent de percevoir le monde d'une manière très différente de celle que nous avons obtenue grâce aux pratiques cartographiques traditionnelles. Vous pouvez désormais avoir une vraie vision en utilisant des formats 3D et vous pouvez également interagir avec les données avec lesquelles de nouvelles techniques d'analyse sont développées.

Qu'est-ce que LiDAR?

David dit très bien: "Les données LiDAR ne sont pas un produit mais une matière première«Ce qui établit le premier concept clé, à notre avis, de comprendre le sujet. En fait, l'obtention de données est l'entrée qui nous permettra, après un traitement approprié, d'obtenir divers modèles tridimensionnels.

Mais, pour être plus clair, nous devons revenir en arrière et nous souvenir de la structure de base et des caractéristiques des données LiDAR. LiDAR (acronyme de Light and Range Detection) est un format vectoriel de points 3D. Chaque fichier ou ensemble de données LiDAR contient généralement des millions, voire des milliards de points étroitement espacés et répartis de manière aléatoire. La proximité de l'espacement entre eux dépend de la manière dont les données ont été acquises.

Les données LiDAR accessibles au public ont été collectées, principalement grâce à une plate-forme aérienne à l'aide de la technologie de transmission et d'accueil laser, en conjonction avec des systèmes précis de positionnement et de navigation. À chaque point, une valeur x, y, z dérivée de la différence de temps calculée entre l'émission et la réception d'une impulsion laser réfléchie est attribuée.

Un avion qui vole lentement créera un nuage de points plus espacés qu'un volant plus rapide à une altitude plus élevée. Selon le capteur utilisé par l'avion ou le dron, et comment les données sont traitées, une valeur de couleur, une intensité de réflexion et le nombre de retours par impulsion peuvent être inclus comme attributs supplémentaires pour la visualisation et l'analyse.

Que peut-on faire avec les données LiDAR

Il est clair à partir des données que LiDAR subit une transformation qui aboutit habituellement à un modèle 3D, on parle de la génération d'un modèle d'élévation numérique (DEM) ou, la création / extraction automatique d'objets vectoriels 3D dérivés des motifs géométriques dans une matrice de Points. Il est également possible, en modifiant la représentation du nuage de points, d'obtenir des informations importantes, représentant différents types de surface, élévation d'un point par rapport au sol, ou une variation de la densité des points, entre autres caractéristiques.

Modification et filtrage des données LiDAR

Il est très courant que les fichiers de données obtenus incluent beaucoup plus de points que nécessaire. Par conséquent, avant d'utiliser un processus de filtrage sur le nuage de points, il est préférable de contrôler les métadonnées de la couche. Le résumé statistique obtenu fournira les informations nécessaires sur les caractéristiques du nuage qui suggéreront une prise de décision adéquate pour le processus de filtrage.

Amélioration de la qualité des données LiDAR

Après avoir supprimé les points non requis, l'étape suivante consiste à détecter et reclasser les points de terrain initialement non classés. C'est-à-dire, nous devons régler la date. Ceci est très important pour générer une bonne résolution DEM.
Nous considérons ici si nous sommes en mesure d'effectuer un processus de filtrage de données adéquat et un reclassement ultérieur de celui-ci. Les deux procédures apparemment mécaniques revêtent une importance cruciale dans les résultats à obtenir.

À ce Global Mapper fait vraiment très bien. Du moins, au stade de l'édition et du filtrage. Et pourtant, il faut tenir compte du fait qu'en éliminant les points qui causent du bruit, il existe des données classées comme surface qui ne sont pas forcément utiles. Grâce à Global Mapper, il est non seulement possible de procéder à une élimination adéquate des points qui sont en dehors de la portée géographique de la zone du projet, mais aussi de ceux qui ne sont pas nécessaires en raison de leurs caractéristiques, puisque l'application dispose de nombreuses options de filtrage.
Parlons maintenant du réglage de la date. Global Mapper comprend plusieurs procédures intégrées avec lesquelles les données sont classées automatiquement et les points de terrain ne sont pas reclassés initialement, évitant ainsi une perte de données potentiellement utile. Cela augmente le pourcentage relatif de points qui peuvent être utilisés pour créer une résolution de résolution plus élevée.

L'exemple que j'ai travaillé avec les données avant et après l'ouragan; Certainement sans avoir un Wizzard, le logiciel a presque suggéré des fonctionnalités dans un flux de travail pour obtenir, modéliser, filtrer, générer un nouveau modèle.

Grâce à d'autres processus de classification automatique, on peut détecter et reclasser les bâtiments, les arbres et les câbles d'utilité, qui constitue la première étape du processus d'extraction des fonctionnalités.

La création du modèle numérique d'élévation

Pour effectuer les procédures d'analyse 3D, dans la plupart des cas, le nuage de points LiDAR devra être une donnée efficace. Nous utilisons le processus dite «en treillis» dans lequel la valeur associée à chaque point d'un tableau (habituellement une valeur d'élévation) est utilisée comme base pour générer un modèle 3D solide. Ce modèle ne peut représenter que le terrain (un modèle de terrain numérique) ou une surface au-dessus du sol, comme un couvercle forestier (un modèle de surface numérique). La distinction entre les deux dérive du filtrage et de la sélection des points utilisés pour générer la surface.

Si nous considérons que la majorité des utilisateurs de LiDAR, l'objectif principal est la génération d'un DTM (Digital Terrain Model), Global Mapper offre une collection suffisante d'outils d'analyse du terrain, y compris le calcul du volume; Optimisation de coupure et de remplissage; Production de lignes de contour; Délimitation des bassins hydrographiques; Et l'analyse des lignes de vision.

Extraction d'attributs

Être capable de générer une plus grande disponibilité des données à partir d'un nuage de points plus dense définit une nouvelle voie vers la nouvelle façon de traiter les données LiDAR. L'analyse des motifs dans la structure géométrique des points adjacents peut conduire à la délimitation de modèles construits, représentés sous forme de polygones tridimensionnels; lignes électriques ou câbles au-dessus du sol, représentés sous forme de lignes tridimensionnelles; ainsi que des points d'arbres, dérivés de la structure collective de points classés comme végétation élevée. Les outils d'extraction de vecteurs de Global Mapper incluent également une option d'extraction personnalisée avec laquelle des lignes 3D et des polygones peuvent être générés suite à une série de vues de profil qui sont perpendiculaires à un chemin prédéfini. Cet outil peut être utilisé pour créer un modèle tridimensionnel précis de toute structure allongée, comme le bord d'un trottoir dans une rue.

La conclusion de David est évidente. Avoir des données n'est pas tout lorsque vous travaillez avec LiDAR; Disposer d'un outil pour les traiter de manière pratique est ce qui améliore l'utilisation de cette technologie.

Il est curieux que la dernière fois que j'ai vu cette application était dans 2011, Avec la version 11. Je travaillais déjà avec LiDAR mais c'était un peu déprimant dans la consommation de ressources, j'ai arrêté de le voir du Version 13 où cette capacité s'est un peu améliorée. Il s'agit de la télécharger et de la tester, car cette version 18 me semble être l'une des meilleures alternatives logicielles à faible coût qui fait presque tout ce qui pourrait être nécessaire pour exploiter les données LiDAR.

ir une global Mapper