LAS in Raster (Funktion)

Die Funktion "LAS in Raster" wird verwendet, um mit dem LAS-Dateiformat gespeicherte LIDAR-Daten zu rendern. Die Funktion wird verwendet, wenn Sie einem Mosaik-Dataset, das den LAS-Dataset-Raster-Typ verwendet, LIDAR-Daten hinzufügen. Mit dieser Funktion müssen Sie sowohl Eingabe- als auch Ausgabeeigenschaften angeben. Aufgrund der Auflösung der Daten und der Zeit, die es dauern kann, die Punktdaten in Raster-Daten zu konvertieren, kann diese Funktion vorverarbeitete Raster-Datendateien in ein Ausgabeverzeichnis (Cache) schreiben.

LAS ist ein Industrieformat, das von der American Society for Photogrammetry and Remote Sensing (ASPRS) erstellt und verwaltet wird. Diese Funktion unterstützt Version1.0, 1.1, 1.2 und 1.3.

Mit dieser Funktion können Sie die LAS-Daten hinzufügen, indem Sie einzelne LAS-Dateien auswählen oder einen oder mehrere Ordner auswählen, die LAS-Dateien enthalten. Wenn Sie einen Ordner hinzufügen, werden dem Mosaik-Dataset als einzelne Elemente alle LAS-Dateien im Ordner hinzugefügt. Daher sehen Sie die Ausdehnung und die Eigenschaften (z. B. durchschnittliche Punktentfernung) jeder LAS-Datei im Mosaik-Dataset. Für Ordner mit Hunderten oder Tausenden von LAS-Dateien möchten Sie den LAS-Ordner aber vielleicht als ein Dataset hinzufügen, und erstellen dadurch im Mosaik-Dataset nur ein Element. Aktivieren Sie dazu Jeden Ordner als Dataset behandeln. Wenn Sie diese Option verwenden, müssen die LAS-Dateien alle das gleiche Raumbezugssystem verwenden; andernfalls werden sie nicht ordnungsgemäß hinzugefügt.

Das Ausgabeverzeichnis für die vorverarbeiteten Raster-Datendateien wird standardmäßig für Datei oder Personal-Geodatabases auf die Position neben der Geodatabase gesetzt, in der das Mosaik-Dataset gespeichert wird. Wenn Sie eine Geodatabase in ArcSDE verwenden, werden die Dateien standardmäßig in der Geodatabase gespeichert. Diese Position kann auf der Registerkarte Allgemein im Dialogfeld zur Funktion "LAS in Raster" geändert werden.

Eingabe-Eigenschaften

Eingabe – Der Pfad und der Name der LAS-Dateien oder des Ordners, der die LAS-Dateien enthält. Sie können diesen Wert ändern, wenn die Eingabe verschoben wird. Das Hinzufügen mit einem Ordner wird für viele LAS-Dateien empfohlen.

Rückgabetypen – Ein Einzelimpuls für den LIDAR-Sensor kann mehr als einmal zurückgegeben werden, da er Objekte in verschiedenen Höhen auf oder über dem Boden widerspiegelt, was zu Impulsen führt, die zu verschiedenen Zeiten an den Sensor zurückgegeben werden. Daher kann der Rückgabetyp verwendet werden, um Bodenrückgaben von anderen Rückgaben zu unterscheiden, z. B. Baumkronenstrukturen. Sie können einen oder mehrere Rückgabewerte auswählen.

Klassentypen – Klassifizierungen werden für die Punkte vom Anbieter der LAS-Dateien definiert. Sie können "Beliebig" auswählen, um alle Punkte unabhängig von ihrer Klassifizierung hinzuzufügen; Sie können auch mehr als eine auswählen. Die Klassifizierungstypen sind (nach LAS Spezifikation 1.3) "Beliebig", (0) "Nie klassifiziert", (1) "Nicht klassifiziert", (2) "Boden", (3) "Niedrige Vegetation", (4) "Mittlere Vegetation", (5) "Hohe Vegetation", (6) "Gebäude", (7) "Tiefpunkt (Rauschen)", (8) "Modellschlüsselpunkt" und (9) "Wasser".

Datentypen – Definiert den darzustellenden Wert beim Generieren der Oberfläche.

• Las-Daten Z – Ein Höhenwert (Höhe) wird verwendet.
• Las-Datenintensität – Intensität ist ein für jeden Punkt erfasster Messwert der Rückgabestärke des Laserpulses, der den Punkt generiert hat. Sie ist Teil des Lichtkegels, der zurück zur Ebene reflektiert wird. Dieser Wert hängt vom Teil des Kegels, der zurück reflektiert wurde, und der Reflexion der getroffenen Oberfläche ab (z. B. Dach - 100%, Blatt - viel weniger). Wenn der Kegel einen Spiegel in einem Winkel trifft, kommt nichts zurück. Die Intensität wird als ein Hilfsmittel für die Erkennung und Extraktion von Features, in LIDAR-Punktklassifizierungen sowie als Ersatz für Luftbilder verwendet. Wenn Ihre LIDAR-Daten Intensitätswerte aufweisen, können Sie daraus Bilder erstellen, die schwarzweißen Luftaufnahmen ähneln.

Ausgabeeigenschaften

Ausgabeeigenschaften wirken sich darauf aus, wie die LAS-Daten von Punkten in Raster konvertiert und angezeigt werden.

Pixelgröße – Die Mindestpixelgröße, die bei der Erstellung des Rasters generiert wird. Wenn die Pixelgröße dreimal größer als der Punktabstand ist, sollten die Lücken in den Daten im Allgemeinen gefüllt werden (außer wenn die Lücken z. B. aufgrund des Wassers entstanden sind).

Die Pixelgröße muss angegeben werden, wenn Sie LAS-Daten zum Mosaik-Dataset hinzufügen.

Es ist wichtig, zu verstehen, dass die Punktabstandschätzungen entweder für alle Punkte gelten oder nur für die Punkte pro Rückgabe- oder Klassentyp. Mit den ersten oder letzten Rückgabetypen ist die Punktdichte z. B. hoch, wohingegen, wenn Sie nur den fünften Rückgabetyp auswählen, die Punktdichte viel geringer ist und der durchschnittliche Punktabstand viel höher. In der Regel hat der Bodenklassentyp viele Punkte, aber es gibt viele Lücken aufgrund von Gebäuden oder Bäumen, die entfernt werden. Wenn Sie nur Gebäude oder große Bäume auswählen, gibt es noch mehr Lücken und deshalb eine kleinere Punktdichte und einen größeren durchschnittlichen Punktabstand.

Es ist besser, eine Pixelgröße zu verwenden, die um ein Vielfaches größer als der durchschnittliche Punktabstand ist, aber klein genug, um Abstände oder Lücken zu identifizieren. Eine sinnvolle Größe ist der vierfache Punktabstand. Wenn Ihre Daten z. B. bei 1 Meter gemessen werden und die Pixelgröße 4 beträgt, können Sie im Durchschnitt 16 Punkt in einem Pixel erwarten.

In den meisten Fällen wird der Punktabstand vom Anbieter zusammen mit den Punktdaten-Dateien angegeben und wird in einer Metadatendatei gespeichert. Wenn der Punktabstand nicht bekannt ist und Sie die Erweiterung Erweiterung "ArcGIS 3D Analyst" haben, können Sie das Werkzeug "Punktdateiinformationen" verwenden, um einen Punktabstand für die angegebenen Datendateien zu erhalten. Geben Sie andernfalls 1 ein, fügen Sie die LAS-Dateien hinzu, und überprüfen Sie dann die Attributtabelle des Mosaik-Datasets auf den richtigen Wert. Falls notwendig, können Sie den Wert bearbeiten, den Sie in der Funktion "LAS in Raster" eingegeben haben.

Binning – Dies ist der Prozess, den endgültigen Wert eines Pixels zu bestimmen, indem die Punkte, die innerhalb des Pixels fallen, untersucht werden. Dabei werden die folgenden Eingaben verwendet:

• Zellenaggregationstyp – Bestimmt, welcher Z-Wert beim Generieren der Raster-Oberfläche verwendet wird, wenn mehr als ein Punkt betrachtet werden soll.

  • Maximum – Verwendet den größten Z-Wert
  • Minimum – Verwendet den kleinsten Z-Wert
  • Mittelwert – Verwendet einen Mittelwert (Durchschnittswert) aller Z-Werte
  • Summe – Verwendet die Summe aller Z-Werte
  • Gewichtete mittlere Entfernung – Verwendet den Z-Wert, der sich aus einer gewichteten mittleren Entfernung ergibt

• Lückenfüllung – Lücken treten auf, wenn es keine Punkte gibt, die auf der durch ein Pixel dargestellten Fläche im resultierenden Raster erfasst wurden. Lücken werden oft von Gewässern oder Klassentypauswahl oder Ausschluss verursacht. Beim Generieren einer Bodenoberfläche wird die Lückenfüllung am häufigsten verwendet.

  • Keine – Es werden keine Lücken gefüllt.
  • Einfach – Berechnet den Durchschnitt mit bis zu acht benachbarten Zellen (mit Werten). Nur kleine Lücken werden ausgefüllt.
  • Ebenenanpassung/IDW – Eine einfache Methode wird zuerst angewendet, dann wird eine Ebenenanpassungsmethode verwendet. Wenn der Anpassungsfehler jedoch zu groß ist, wird ein inverser, auf Entfernung basierender Algorithmus angewendet. Wenn die Breite oder die Höhe des Rahmens um die Lücke größer als die Maximale Breite ist, wird die Lücke nicht ausgefüllt.
• Maximale Breite – Der für die Lückenfüllung verwendete Breitenwert beim Verwenden der Lückenfüllmethode "Ebenenanpassung/IDW". Dies wird in den Einheiten des Raumbezugssystems der LAS-Datei definiert. Keine maximale Breite wird verwendet, wenn diese leer ist oder der Wert 0 eingegeben wird.

Informationen zu den Einschränkungen bei der Verwendung von +++Plane Fitting/IDW finden Sie unter Hinzufügen von LIDAR-Daten zu einem Mosaik-Dataset.

Triangulation – Verwendet die Delaunay-Triangulation, um eine Oberfläche aus einem Netzwerk dreieckiger Facetten zu erstellen, die von Knoten und Kanten definiert wurden, welche die Oberfläche abdecken, die dann gerastert wird. Dies wird für LIDAR-Daten niedriger Dichte empfohlen, wenn Klasseneinteilungen nicht verwendet werden können, um eine attraktive Oberfläche zu erstellen, oder wenn eine Fläche vergrößert wird, die zur einer LIDAR-Fläche mit einer niedrigen Dichte führt.

Tipp:

Wenn die Pixelgröße drei bis vier Mal größer als die durchschnittliche Punktentfernung ist, können Sie Binning problemlos verwenden. Wenn die Zellengröße kleiner als dieser Wert ist, können Sie versuchen, Binning mit deaktivierter Lückenfüllung zu verwenden. Wenn das resultierende Raster hauptsächlich Lücken und nur wenige einzelne Datenzellen enthält, produziert Binning normalerweise kein aussagekräftiges Höhen-Raster. Sie müssen die Pixelgröße erhöhen oder zur Triangulation wechseln. Wenn das resultierende Raster genügend Inhalt mit einigen kleineren und möglicherweise ein paar größeren Lücken zeigt, können Sie Binning mit aktivierter Lückenfüllung verwenden. Klicken Sie auf den Dropdown-Pfeil Lückenfüllung, und wählen Sie dann Einfach oder Ebenenanpassung/IDW.

Z-Faktor – Der Skalierungsfaktor, der zum Konvertieren der Z-Werte verwendet wird. Der Skalierungsfaktor wird zu folgenden zwei Zwecken verwendet: (1) zum Konvertieren der Höheneinheiten (z. B. Meter oder Fuß) in die horizontalen Koordinateneinheiten des Datasets, z. B. Fuß, Meter oder Grad, und (2) zum Hinzufügen der vertikalen Überhöhung, um einen visuellen Effekt zu erzielen.

Informationen zum Konvertieren von Fuß in Meter oder umgekehrt finden Sie in der Tabelle unten. Wenn beispielsweise die Z-Einheiten in Fuß und die Einheiten des Mosaik-Datasets in Metern angegeben sind, müssen Sie den Z-Faktor 0,3048 wählen, um die Z-Einheiten von Fuß in Meter umzurechnen (1 Fuß = 0,3048 Meter).

Dies ist auch nützlich, wenn Sie mit geographischen Daten (z. B. GCS_WGS84 mit Breitengrad- und Längengradkoordinaten) arbeiten und die Z-Einheiten in Meter vorliegen. In diesem Fall müssen Sie die Umrechnung von Meter in Grad (0,00001, siehe unten) durchführen. Die Werte für Grad-Konvertierungen sind Approximationen.

Konvertierungsfaktor für Einheiten

Von	Bis
	Fuß	Meter	Grad
Fuß	1	0,3048	0,000003
Meter	3,28084	1	0,00001

Konvertierungsfaktor für Einheiten

Um die vertikale Überhöhung anzuwenden, müssen Sie den Konvertierungsfaktor mit dem Überhöhungsfaktor multiplizieren. Wenn z. B. sowohl Z-Werte als auch Dataset-Koordinaten Meter sind und Sie um ein Vielfaches von 10 überhöhen möchten, wäre der Skalierungsfaktor der Einheitenkonvertierungsfaktor (1 aus der Tabelle) multipliziert mit dem vertikalen Überhöhungsfaktor (10), oder 10. Ein anderes Beispiel: Wenn die Z-Werte Meter betragen und das Dataset geographisch (Grade) ist, würden Sie den Einheitenkonvertierungsfaktor (0,00001) mit 10 multiplizieren, um 0,0001 zu erhalten.

Cache-Ordner – Die Position, an der die gecachten LAS-Oberflächen gespeichert werden. Standardmäßig wird der Cache generiert und in einem Ordner neben dem Mosaik-Dataset gespeichert. Dieser Ordner hat den gleichen Namen wie die Geodatabase und die Dateierweiterung .cache. Wird das Mosaik-Dataset jedoch in einer ArcSDE-Geodatabase erstellt, wird der Cache innerhalb dieser Geodatabase generiert.

Anzahl gecachter Oberflächen – Die maximale Anzahl von Caches, die mit anderen Eigenschaften (in diesem Dialogfeld) für diese Oberfläche erstellt werden können. Sie könnten z. B. die LAS-Daten hinzufügen, um eine Oberfläche zu erstellen, die alle Punkte anzeigt, aber Sie möchten auch nur die Punkte visualisieren, die vom gleichen Dataset als Boden klassifiziert werden. Daher können Sie zwei Caches erstellen, um diese Daten auf die zwei Arten zu visualisieren. Die Eingabe des Wertes 0 deaktiviert das Cachen oder löscht einen vorhandenen Cache.

Das Rendern der LAS-Daten kann rechenintensiv sein. Ohne den Cache müssen Sie möglicherweise mehrere Minuten warten, bis einige Oberflächen angezeigt werden. Der Cache wird generiert, wenn Folgendes auftritt:

• Sie zeigen das Mosaik-Dataset an, bei dem die LAS-Dateien verwendet werden, um das mosaikierte Bild zu generieren.
• Die Übersichten werden erstellt.
• Das Werkzeug "Mosaik-Dataset synchronisieren" wird mit aktivierter Funktion Element-Cache erstellen ausgeführt.

Der Cache wird in den folgenden Szenarien aktualisiert:

• Die Eingabe wurde aktualisiert.
• Der Cache wurde gelöscht oder fehlt.
• Die Funktionsparameter werden festgelegt, um eine andere Oberfläche zu definieren als diejenige, die mit dem Cache übereinstimmt (verwenden Sie z. B. einen anderen Rückgabetyp).