لدي بيانات LiDAR - ماذا الآن؟

في مقالة مثيرة جدا للاهتمام نشرها مؤخرا ديفيد مكيتريك، حيث يتحدث عن الآثار المترتبة على المعرفة الصحيحة من التقنيات المرتبطة بالعمل مع ليدار في نظم المعلومات الجغرافية، مشيرا إلى مخطط عالمي كأداة لدعم معالجة البيانات التي تم الحصول عليها.

بعد قراءة المقال ، قمت بتنزيل Global Mapper للعب لفترة من الوقت ، ويجب أن أعترف أنه يحافظ على التطبيق العملي لتلك الأداة التي عرفناها والتي كان من العملي جدًا إنشاء نماذج التضاريس الرقمية من ملفات نصية xyz. اليوم ، عندما أصبح الوصول إلى بيانات LiDAR في متناول الجميع ، فليس من السيئ إلقاء نظرة على الجوانب التي يجب مراعاتها عند العمل معها وذكر ما يفعله Global Mapper جيدًا. إن إصراري على ذلك جعلني متفاجئًا مما كنت أختبره ؛ مع وجه متجدد ، يحافظ البرنامج على بساطة فتح البيانات وعرضها في اقتراحات معدة مسبقًا.

في اليوم الآخر، في جدول جيوفوماداس، يمكن أن تلاحظ في عيون دون H -واحد من زملائي الموجهين- بريق مقلق في عينيه على العرض الذي قدمه عارض طائرة بدون طيار ؛ كان تطبيقًا لتحديث البيانات المساحية ؛ مع حزن كبير اضطررت إلى تنزيله من السحابة وأذكرك أنه في معظم البلدان النامية لا يوجد حد أدنى من الشروط لاستدامة هذه التقنيات ؛ على الرغم من أننا توصلنا في النهاية إلى إجماع حول ما هو ممكن بطريقة وظيفية. تسبب توقف هذه التقنية قبل بضع سنوات في إحداث عاطفة كبيرة في بعض الكيانات الحكومية في الولايات المتحدة ، والآن يتم نقلها إلى بلدان أخرى ذات سياق إسباني ، والتي قد تدخل الرغبة في "ركوب الموجة" لتطبيق التكنولوجيا الجديدة. ، التقاط البيانات ولكن لا تعرف حقًا ما يجب فعله بها.

إذا أخذنا في الاعتبار التكلفة التي يتطلبها استخدام LiDAR في مشروع ما ، فسنرى أنه أمر بالغ الأهمية ، مع الأخذ في الاعتبار ما يستلزمه الشروع في جمع البيانات الجماعية (الحديث عن "Point Cloud Collection" على وجه التحديد) ؛ حتى مع الاعتراف بأن استخدامه يوفر لنا نتيجة فعالة وتوفيرًا كبيرًا للوقت. تسمح لنا بيانات LiDAR المستخدمة بشكل صحيح بإدراك العالم بطريقة مختلفة تمامًا عما حققناه من خلال ممارسات رسم الخرائط التقليدية. يمكنك الآن الحصول على رؤية حقيقية من خلال استخدام التنسيقات ثلاثية الأبعاد ويمكنك أيضًا التفاعل مع البيانات التي يتم تطوير تقنيات التحليل الجديدة بها.

التي هي تحديد المدى

ديفيد يقول بحق: "بيانات تحديد المدى ليست المنتج ولكن المواد الخام"وهكذا يؤسس أول المفهوم الرئيسي من وجهة نظرنا، لفهم الموضوع. في الواقع، والحصول على البيانات هي المدخلات التي من شأنها أن تسمح لنا، بعد معالجة adeucado، الحصول على مختلف نماذج ثلاثية الأبعاد.

ولكن ، لكي نكون أكثر وضوحًا ، نحتاج إلى العودة وتذكر البنية الأساسية وخصائص بيانات LiDAR. LiDAR (اختصار لـ Light and Range Detection) هو تنسيق متجه لنقاط ثلاثية الأبعاد. يحتوي كل ملف أو مجموعة من بيانات LiDAR بشكل عام على ملايين أو حتى مليارات من النقاط المتقاربة والموزعة بشكل عشوائي. يعتمد تقارب التباعد بينهما على كيفية الحصول على البيانات.

تم جمع البيانات تحديد المدى المتاحة للجمهور، ومعظمهم من منصة محمولة جوا باستخدام الإرسال الليزر والتكنولوجيا الاستقبال، والتنفيذ المشترك مع استخدام أنظمة تحديد المواقع والملاحة دقيقة. ويعزى كل نقطة قيمة س، ص، ض المستمدة من الفرق المحسوبة بين إرسال واستقبال ينعكس وقت نبضة ليزر.

طائرة تحلق ببطء خلق سحابة من نقاط متباعدة واحد أكثر تحلق على ارتفاعات أعلى بشكل أسرع. اعتمادا قصر استشعار يستخدم الطائرة أو الطائرات بدون طيار، وكيفية التعامل مع البيانات، فإنه يمكن تضمين كما سمات إضافية، قيمة اللون وشدة التفكير وعدد العائدين في النبض، للعرض وتحليل.

ما الذي يمكن عمله مع بيانات تحديد المدى

يجري واضحة البيانات تحديد المدى تخضع لعملية التحول التي تصبح عادة نموذجا 3D، ثم يتكلم جيل من الارتفاع نموذج الرقمي (DEM)، أو تحديد / استخراج التلقائي للناقلات الكائنات 3D المشتقات أنماط هندسية في مصفوفة نقطة. ومن الممكن أيضا، عن طريق تغيير تمثيل سحابة نقطة، للحصول على معلومات مفيدة، تمثل أنواع مختلفة من السطح، وارتفاع نقطة قريب من الأرض، أو الاختلاف في الكثافة من النقاط، من بين المزايا الأخرى.

التحرير وتحديد المدى تصفية البيانات

ومن تتضمن ملفات البيانات شائع جدا المزيد من النقاط من اللازم. ولذلك، وقبل استخدام عملية الترشيح إلى سحابة نقطة، فمن الأفضل لمسح البيانات الوصفية للطبقة. توفر إحصاءات موجزة الحصول على المعلومات اللازمة عن خصائص السحابة التي من شأنها أن تشير إلى القرار المناسب لعملية التصفية.

تحسين نوعية البيانات ليدار

وبعد إزالة النقاط غير المطلوبة، تتمثل الخطوة التالية في اكتشاف وإعادة تصنيف تلك النقاط البرية التي لم تكن مصنفة في البداية. وهذا هو، يجب علينا ضبط التاريخ. هذا مهم جدا من أجل توليد قرار جيد دم.
هنا نحن نعتبر إذا كنا قادرين على إجراء عملية تصفية البيانات الكافية وإعادة تصنيف لاحق من نفسه. كل من الإجراءات الميكانيكية على ما يبدو ذات أهمية حاسمة في النتائج التي سيتم الحصول عليها.

في مخطط الخرائط العالمي هذا يعمل جيدًا حقًا. على الأقل في مرحلة التحرير والتصفية. ومع ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه من خلال إزالة النقاط التي تسبب الضوضاء ، هناك بيانات مصنفة على أنها سطح ليس بالضرورة مفيدة. من خلال Global Mapper ، ليس من الممكن فقط إجراء إزالة كافية للنقاط التي تقع خارج النطاق الجغرافي لمنطقة المشروع ، ولكن أيضًا تلك التي لا تتطلبها خصائصها ، نظرًا لأن التطبيق يحتوي على العديد من خيارات التصفية.
الآن دعونا نتحدث عن ضبط التاريخ. يتضمن مخطط الخرائط العالمي العديد من الإجراءات المتكاملة التي يتم تصنيف البيانات تلقائيا فيها، ولا يتم إعادة تصنيف نقاط الأرض في البداية، وبالتالي تجنب فقدان البيانات المحتمل أن يكون مفيدا. وهذا يزيد من النسبة المئوية النسبية للنقاط التي يمكن استخدامها لإنشاء دقة ديم أعلى.

المثال الذي عملت به مع البيانات قبل الإعصار وبعده؛ بالتأكيد دون وجود مشروب، والبرمجيات قد اقترح تقريبا وظائف في سير العمل للحصول على، نموذج، فلتر، وتوليد نموذج جديد.

من خلال عمليات التصنيف الآلي الأخرى يمكن الكشف وإعادة تصنيف المباني والأشجار وكابلات المرافق، والتي هي الخطوة الأولى في عملية استخراج ميزة.

إنشاء نموذج الارتفاع الرقمي

لتنفيذ إجراءات تحليل شنومكسد، في معظم الحالات، فإن سحابة نقطة ليدار تحتاج إلى أن تكون البيانات الفعالة. استخدمنا عملية تسمى "شعرية" التي يتم من خلالها استخدام القيمة المرتبطة بكل نقطة مصفوفة (عادة ما تكون قيمة الارتفاع) كأساس لتوليد نموذج 3D الصلبة. ويمكن أن يمثل هذا النموذج التضاريس الأرضية فقط (نموذج التضاريس الرقمية) أو سطح فوق سطح الأرض، مثل الغطاء الحرجي (نموذج سطح رقمي). التمييز بين الاثنين مستمد من تصفية واختيار النقاط التي تستخدم لتوليد السطح.

إذا اعتبرنا أن معظم المستخدمين تحديد المدى، وتعرض كما الهدف الرئيسي من إنشاء DTM (الرقمية التضاريس النموذجي)، مخطط عالمي يوفر مجموعة كافية من أدوات تحليل التضاريس، بما في ذلك حساب الحجم؛ قطع وملء الأمثل. جيل من الخطوط الكنتورية؛ ترسيم مستجمعات المياه؛ وتحليل خطوط الرؤية.

استخراج السمات

إن القدرة على توليد قدر أكبر من توافر البيانات من سحابة نقطة أكثر كثافة تحدد مسارًا جديدًا نحو الطريقة الجديدة لمعالجة بيانات LiDAR. يمكن أن يؤدي تحليل الأنماط في التركيب الهندسي للنقاط المجاورة إلى ترسيم النماذج المبنية ، الممثلة كمضلعات ثلاثية الأبعاد ؛ خطوط الكهرباء أو الكابلات على الأرض ، ممثلة بخطوط ثلاثية الأبعاد ؛ بالإضافة إلى نقاط الشجرة المشتقة من الهيكل الجماعي للنقاط المصنفة على أنها نباتات مرتفعة. يشمل استخراج أدوات ناقلات مخطط عالمي أيضا خيار استخراج المخصصة التي يمكن أن تتولد خطوط 3D والمضلعات بعد سلسلة من ملفك الشخصي التي هي عمودي على مسار محدد مسبقا. هذه الأداة يمكن استخدامها لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد دقيقة من أي هيكل ممدود، مثل حافة الرصيف على الشارع.

استنتاج ديفيد واضح. إن امتلاك البيانات ليس كل شيء عند العمل مع LiDAR ؛ إن امتلاك أداة يمكن من خلالها معالجتها بطريقة عملية هو ما يعزز استخدام هذه التقنية.

ومن الغريب أن آخر مرة رأيت هذا التطبيق كان في شنومكس، مع الإصدار شنومكس. كنت أعمل بالفعل مع LiDAR ولكنه كان محبطًا إلى حد ما في استهلاك الموارد ، وتوقفت عن رؤيته من إصدار 13 حيث تحسنت تلك القدرة قليلاً. إنها مسألة تنزيلها واختبارها ، حيث يبدو لي أن هذا الإصدار 18 هو أحد أفضل بدائل البرامج منخفضة التكلفة التي تقوم بكل ما هو مطلوب لتشغيل بيانات LiDAR.

الأشعة تحت الحمراء ل مخطط عالمي