Функция переноса набора данных LAS в растр (LAS Dataset To Raster)
Эта тема относится только к ArcGIS for Desktop Standard и ArcGIS for Desktop Advanced.
Функция LAS Dataset To Raster используется для визуализации данных лидара, управляемых с помощью набора данных ArcGIS LAS. Функция применяется при добавлении данных лидара в набор данных мозаики с использованием типа растра набора данных LAS. В этой функции необходимо указывать как входные, так и выходные свойства. Также из-за разрешения данных и времени, необходимого для конвертирования точечных данных в растровые данные эта функция запишет обработанные файлы растровых данных в выходном местоположении (кэше).
Входные свойства
Входные данные (Input): путь и имя входного набора данных LAS. Можно изменить это значение, если данные были перемещены.
Возвращаемые типы (Return types): единичный импульс от датчика лидара может возвратиться несколько раз, отразившись от объектов разной высоты, находящихся на земле или над землей, с задержкой по времени. Поэтому возвращаемый тип можно использовать для дифференциации точек, находящихся на поверхности земли, таких как полог леса. Можно выбрать одно или несколько возвращаемых значений.
Типы класса (Class types): классификация применяется для точек файлов LAS, поставляемых провайдером и обрабатываемых в наборе данных LAS. Можно выбрать Любой (Any) для добавления всех независимо от классификации; можно также добавить более одного значения. Типами классификации (согласно классификации 1.3 LAS) являются Любой (Any), (0) Никогда не классифицированный (Never Classified), (1) Не классифицированный (Unclassified), (2) Земля (Ground), (3) Низкая растительность (Low Vegetation), (4) Средняя растительность (Medium Vegetation), (5) Высокая растительность (High Vegetation), (6) Здание (Building), (7) Нижние шумовые точки (Noisy Low Point), (8) Точки модели (Model Key Point) и (9) Вода (Water).
Типы данных (Data types): с их помощью указываются значения, определяющие поверхность.
- Значение Z лазера (Las Data Z): используется значение высоты (возвышения).
- Интенсивность лазера (Las Data Intensity): интенсивность является значением для каждой точки силы отраженного лазерного импульса, сгенерированного отдельной точкой. Она зависит, частично, от отражающей способности объекта, облучаемого лазерным импульсом. Другое описание интенсивности включает амплитуду обратного импульса и интенсивность обратного рассеивания отраженного импульса. Помните, что отражающая способность является функцией длины волны. Обычно используется ближняя часть инфракрасного диапазона. Интенсивность используется в качестве вспомогательных данных при идентификации и извлечении пространственных объектов, при классификации точек лидара, а также в качестве замены аэрофотоснимков, если они не доступны. Если данные лидара содержат значения интенсивности, по ним можно получить изображения, напоминающие черно-белые аэрофотоснимки.
Выходные свойства
Выходные свойства влияют на то, каким образом набор данных LAS конвертируется из точек в растр и отображается на экране.
Размер пиксела (Pixel size) – наименьший размер пиксела, используемый при построении растра. Как правило, если размер пиксела в три раза больше расстояния между точками, пропуски в данных должны быть заполнены (если они не относятся, например, к водным поверхностям).
Важно знать, что оценка расстояния между точками рассчитывается либо для всех точек, либо только для точек с конкретным типом возвращаемого значения или класса. К примеру, для типа значений, возвращаемых в первую и в последнюю очередь, плотность точек велика; однако, если выбрать только пятый тип возвращаемых значений, плотность будет значительно ниже, при этом средний интервал между точками будет значительно больше. В то же время, тип класса Земная поверхность будет, как правило, насыщен точками, но также в нем будет и много пропусков на местах зданий и деревьев. Если выбрать только точки зданий или высоких деревьев, то пропусков будет еще больше, соответственно, плотность точек будет меньше, а средний интервал между точками – больше.
Вместо этого лучше использовать размер ячейки, который в несколько раз больше, чем средний интервал между точками, но не слишком большой, чтобы иметь возможность определять пробелы и пропуски. Наиболее подходящий размер ячейки – в четыре раза больше расстояния между точками. Например, если интервал считывания данных составляет 1 метр, а размер пиксела равен 4, можно ожидать, что в одной ячейке будет находиться 16 точек.
Значение интервала между точками можно получить из свойств набора данных LAS.
Биннинг (Binning) – это процесс определения значения пиксела путем анализа точек, попадающих в его пределы. Для этого требуются следующие входные данные:
Тип агрегирования ячеек (Cell aggregation type) – определяет, какое из Z-значений будет использоваться для построения растровой поверхности, если имеется выбор.
- Максимум (Maximum): используется наибольшее z-значение
- Минимум (Minimum): используется наименьшее z-значение
- Среднее (Mean): используется среднее из всех z-значений
Заполнение пропусков (Void filling) – пропуски образуются на местах пикселов растра, где нет ни одной точки лазерного сканирования. Причиной пропусков часто бывают водные объекты, выбор определенного типа класса или исключение каких-либо данных. Заполнение пропусков зачастую необходимо при построении растра земной поверхности.
- Нет (None) – пропуски не будут заполнены.
- Простое (Simple) – вычисляет среднее значение по значениям соседних ячеек (вплоть до восьми соседних ячеек). Будет выполнено заполнение только небольших пропусков.
- Подгонка плоскости/ОВР (Plane Fitting/IDW) – сначала применяется простой метод заполнения, затем метод подгонки плоскости. Если ошибка слишком велика, применяется алгоритм Обратно Взвешенных Расстояний. Если ширина или высота прямоугольника, описывающего пропуск, превышает значение Максимальная ширина (Maximum width), то данный пропуск не заполняется.
- Линейное (триангуляция) (Linear (Triangulation)): вычисление z-значения по описываемому треугольником участку поверхности, который содержит координаты x,y запрашиваемой точки.
- Естественное соседство (триангуляция) (Natural Neighbor (Triangulation)): вычисление z-значения посредством взвешивания на основе площади к естественной окрестности запрашиваемой точки на поверхности.
- Максимальная ширина (Maximum width): это значение ширины применяется для заполнения пустот при использовании метода заполнения пустот Подгонка поверхности/IDW (Plane Fitting/IDW). Эти значения указываются в единицах системы пространственной привязки LAS. Максимальная ширина не используется, если значение не указано, либо введен 0.
Триангуляция (Triangulation): используется триангуляция Делоне для создания поверхности из сетки треугольных граней определяемых узлами и гранями, покрывающими поверхность, которая в дальнейшем растрируется. Такой способ рекомендуется для лидарных данных низкой плотности, когда невозможно использовать биннинг для создания репрезентативной поверхности, или при масштабировании изображения поверхности к области, при котором должны быть отражены лидарные данные низкой плотности. Используются следующие входные данные.
- Метод интерполяции (Interpolation method): вычисление значений поверхности в точках, где измерения отсутствуют, на основе известных значений поверхности окружающих точек.
- Линейное (Linear) — вычисление z-значения по описываемому треугольником участку поверхности, который содержит координаты x,y запрашиваемой точки.
- Естественное соседство (Natural Neighbor) — вычисление z-значения посредством применения основанных на площади весов к естественной окрестности запрашиваемой точки поверхности.
- Использование ограничений (Use constraints): по умолчанию ограничения, установленные в наборе данных LAS, не используются. Отметьте эту опцию при создании поверхности из набора данных LAS с использованием имеющихся в наборе данных ограничений.
Коэффициент Z – коэффициент масштабирования, используемый при конвертации Z-значений. Коэффициент масштабирования используется для двух целей: (1) для конвертации единиц измерения высоты (например, метров или футов) в единицы горизонтальных координат (футы, метры или градусы); (2) для добавления эффекта вертикального преувеличения рельефа.
Для конвертации из футов в метры или наоборот, см. таблицу ниже. Например, если Z-значения измеряются в футах, а единицы измерения набора данных мозаики – метры, то применяется коэффициент 0,3048 для конвертации единиц измерения высоты из футов в метры (1 фут = 0,3048 метра).
Он также удобен, если данные имеют географическую систему координат (например, GCS_WGS 84 с использованием координат широты и долготы), при этом высота измеряется в метрах. В этом случае, вам необходимо конвертировать из метров в градусы (0.00001; см. ниже). Значения коэффициента для конвертации в градусы являются приближением.
Из | В | ||
|---|---|---|---|
Футы | Метры | Градусы | |
Футы | 1 | 0.3048 | 0.000003 |
Метры | 3.28084 | 1 | 0.00001 |
Чтобы применить вертикальный масштаб, вы должны умножить коэффициент конвертации на коэффициент масштаба. Например, если и высотные, и плановые координаты набора данных измеряются в метрах, и требуется преувеличить рельеф в 10 раз, коэффициент масштабирования будет равен коэффициенту конвертации единиц (1), умноженному на коэффициент вертикального преувеличения (10), то есть 10. Другой пример, если Z-значения измеряются в метрах, а набор данных имеет географическую систему координат (в градусах), необходимо умножить коэффициент конвертации единиц (0,00001) на 10, получив значение 0,0001.
При определении коэффициента Z (Z factor) Арифметическая (Arithmetic) функция добавляется к последовательности функций для элемента в наборе данных мозаики.
Папка кэша (Cache folder): место, в котором кэшированные поверхности набора данных LAS будут сохраняться. По умолчанию файлы кэша создаются и хранятся в папке, рядом с которой содержится набор данных мозаики. Это папка имеет то же имя, что база геоданных, с расширением .cache. Однако, если набор данных мозаики создается в базе геоданных ArcSDE, файлы кэша будут созданы в этой базе геоданных.
Количество кэшированных поверхностей (Number of cached surfaces): максимальное количество файлов кэша, которое может быть создано с использованием различных характеристик (в диалоговом окне) для данной поверхности. Например, можно добавить набор данных LAS для создания поверхности с отображением всех точек либо визуализации только тех точек или визуализации только тех точек из набора данных, которые классифицируются как поверхностные, поэтому можно создать два кэша для визуализации этих данных двумя способами. Введение 0 отключает кэширование данных или удаляет имеющиеся кэшированные данные.
Визуализация набора данных LAS может оказаться ресурсоемкой. Без кэширования данных отображение некоторых поверхностей может занять несколько минут. Кэш генерируется в следующих случаях.
- При просмотре набора данных мозаики, где набор данных LAS используется для генерирования мозаичного изображения;
- При построении обзоров.
- При использовании инструмента Синхронизации набора данных мозаики (Synchronize Mosaic Dataset) с включённой опцией Построить кэш элемента (Build Item Cache).
Кэш будет обновлен в следующих случаях:
- При обновлении входных данных.
- Когда кэш удален или отсутствует.
- Когда параметры функции заданы для определения иной, не соответствующей кэшированным данным поверхности (например, используется другой Возвращаемый тип(Return type)).