Использование лидарных данных в ArcGIS

ArcGIS поддерживает лидарные данные в форматах ASCII и LAS. Есть три различных формата (набора данных), которые можно использовать для управления и работы с лидарными данными, в зависимости от целей, которые вы преследуете: набор данных LAS, набор данных представления поверхностей (terrain) и набор данных мозаики.

Наборы данных ArcGIS, поддерживающие лидарные данные

	Набор данных LAS	Набор данных мозаики	Набор данных Terrain
Приложения ArcGIS	ArcCatalog, ArcScene, ArcMap	ArcCatalog, ArcGlobe, ArcMap	ArcCatalog, ArcGlobe, ArcMap
Размещение данных	Файловая система	База геоданных	База геоданных
Отношение к исходным файлам LAS	Точки в	Точки в	Нет
Ограничение размера	Ограничено местом на диске	Ограничено допустимым для базы геоданных размером	Ограничено допустимым для базы геоданных размером
Ограничения поверхности	Поддерживаемые	Не поддерживается напрямую (поддерживается, если находится в формате наборов данных LAS или наборов данных представления поверхностей (terrain)	Поддерживаемые
Входные данные лидара	Файлы LAS	Файлы LAS, наборы данных LAS и наборы данных terrain	Класс мультиточечных объектов
Типы лидара	Наземная и аэросъемка	Аэросъемка	Аэросъемка
Отображение	Точки, триангуляционная поверхность, отображаемая в 2D и 3D	Растр	Триангулированная поверхность
Анализ	Инструменты, работающие с облаками точек или данными TIN Используйте инструменты 3D Analyst Используйте инструменты набора данных LAS Подробнее об анализе с использованием наборов данных LAS	Используйте при работе с инструментами, которые поддерживают растровые данные Используйте с инструментами Spatial Analyst и другими инструментами, предназначенными для обработки наборов растровых данных Подробнее о проведении анализа с использованием растровых данных	Инструменты, поддерживающие наборы растровых данных и данных TIN Используйте инструменты 3D Analyst Используйте с инструментами Spatial Analyst и другими инструментами, предназначенными для обработки наборов растровых данных Подробнее об анализе с использованием наборов данных представления поверхностей (terrain)
Отображение	Прореженные точки Можно изменить отображение, выбрав различные типы классов или типы данных Отображение можно изменить при помощи панели инструментов набора данных LAS или диалогового окна свойства слоя	Использует кэш для более быстрого отображения данных Можно изменить отображение, выбрав различные типы классов и типы данных Отображение можно изменить при помощи диалогового окна свойства слоя или окна Image Analysis	Прореженные точки на основе пирамидных слоев Можно изменить отображение, выбрав различные типы классов и типы данных Отображение можно изменить при помощи диалогового окна свойства слоя
Редактирование точек	Можно редактировать точки, находящиеся в файлах LAS	Нельзя редактировать точки	Точки LAS можно редактировать как мультиточки, на которые ссылается набор данных представления поверхностей (terrain)
Объединение с данными	Поддерживает файлы LAS, классы пространственных данных и шейп-файлы	Поддерживает файлы LAS, наборы данных LAS, а также наборы данных представления поверхностей (terrain) и другие растровые форматы	Поддерживает файлы LAS и классы пространственных данных

Сравнение наборов данных LAS, мозаики и наборов данных terrain

Использование лидара в виде набора данных LAS

Набор данных LAS (LAS dataset) позволяет получить быстрый доступ к большим объемам лидарных данных и данных в виде поверхностей без всякой необходимости в преобразовании и импорте данных. Это делает гораздо более простой работу с несколькими тысячами Файлов LAS, данные которых покрывают целый административный район или, возможно, с небольшим количеством файлов LAS для незначительной территории, изучаемой вами. Это позволит вам быстро проверить файлы LAS, получив полную статистику и покрытие территории лазерной съемкой файлами LAS.

Набор данных LAS может:

• Использоваться в ArcGIS как в двухмерном, так и в трехмерном виде - в ArcMap и ArcScene.
• Отображаться либо в виде точек с использованием их высот, либо с помощью различных способов отображения точек, основанных на ряде лидарных фильтров, примененных к облаку точек.
• Отображаться в виде модели триангуляционной поверхности.
• Отображаться с использованием высоты, крутизны и ориентации склонов или горизонталей на основе определенных лидарных фильтров.
• Использоваться для обновления исходных файлов LAS.

Большое количество инструментов для работы с наборами данных LAS были созданы для обработки данных бортовых лидаров летательных аппаратов, где поверхности обычно строятся из облака точек. Например, для данных бортовых лазерных локаторов имеет смысл переключаться на представления поверхностей на основе TIN, либо интерполировать растровые ЦМР (DEM). Данные же наземной лазерной съемки, как правило, выглядят более интересно и часто могут просматриваться лишь в виде облака точек. ArcGIS не определяет, данные какого типа вы используете, поэтому правильное использование данных остается исключительно вашей задачей. Чаще всего с данными наземной лазерной съемки удобнее работать в ArcScene, отображая их в виде точек. Точки можно использовать в качестве основы для цифрования объектов и измерений и отображать их вместе с другими ГИС-слоями.

Подробнее о наборах данных аэро и наземной лазерной съемки

Использование данных лазерной съемки в 3D виде набора данных LAS

Просмотр наборов данных LAS в трехмерном виде является отличным способом визуализации и оценки данных лидара, на которые ссылается набор LAS. В окне 3D вид вы можете просматривать ваш набор данных LAS в виде точек, либо в виде поверхности с использованием 3D среды ArcMap. Доступ к 3D виду можно получить только через панель инструментов ArcMap Набор данных LAS (LAS Dataset). В трехмерных перспективных видах значительно легче распознаются отдельные объекты лидарных данных. Такие как долины, горные вершины, здания, типы растительности, полог леса, русла рек и ручьев, шахты, строительные площадки, башни и даже линии электропередач. Отображение таких объектов в 3D позволит вам проверить достоверность лидарных данных в ГИС и поможет вам принять обоснованные, взвешенные решения.

Подробнее о 3D виде набора данных LAS

Использование данных лазерной съемки в виде 2D профиля набора данных LAS

Наиболее популярным способом визуализации, анализа и редактирования данных лазерной съемки является использование двухмерного поперечного разреза. Выбранный набор лидарных точек можно отобразить и редактировать с помощью окна набора данных LAS Вид профиля (Profile View) на панели инструментов Набор данных LAS (LAS Dataset) в ArcMap. Визуализация сечений лидарных данных позволит вам анализировать наборы точек в различных перспективах. При отображении данных в виде двухмерного профиля значительно легче распознаются отдельные объекты лидарных данных, такие как долины, горные вершины, здания, типы растительности, полог леса, русла рек и ручьев, шахты, строительные площадки, башни и даже линии электропередач. Отображение таких объектов в виде поперечных сечений позволит вам проверить достоверность лидарных данных в ГИС и поможет вам принять обоснованные, взвешенные решения.

С помощью окна Вид профиля (Profile View) вы можете проделать следующее:

• Измерить расстояния и разницу высот между точками.
• Вручную редактировать и изменить коды классификации LAS.
• Вручную редактировать точечно-битовые флаги полей.
• Отображать наборы точек в полном разрешении.
• Выбрать 3D представление (3D View) набора данных LAS для визуализации выбранного набора точек набора данных LAS в 3D.

Подробнее о виде профиля

Редактирование файлов LAS

Наборы данных LAS можно редактировать с целью внесения обновлений в исходные файлы LAS или в лидарные точки исходных файлов LAS. Наборы данных LAS можно редактировать для устранения проблем, внесения улучшений, увеличения или уменьшения площади экстента.

Ниже описываются общие способы применения редактирования наборов данных LAS:

• Исправить вручную ошибки в кодах классов.
• Визуально сравнить лазерные точки с существующими данными ГИС для проверки данных при построении новых данных.
• Классифицировать лидарные точки, используя пространственные объекты ГИС.
• Переклассифицировать лидарные точки вручную, выбирая одну или несколько лидарных точек.
• Изменять все текущие коды классификации в наборе данных LAS.
• Добавлять или удалять LAS файлы из набора данных LAS для увеличения или уменьшения экстента в области данных.
• Добавлять или удалять другие поверхностные объекты ГИС, известные как ограничения поверхностей в/из набора данных LAS.
• Интерактивно измерять 3D расстояния между видимыми объектами, такими как линии электропередачи и деревья.
• Использовать лидарные точки в качестве оцифрованной подложки при создании новых ГИС объектов, например, уличного оборудования.
• Назначать пространственную привязку к проекту, если это необходимо.

Подробнее о редактировании файлов LAS в ArcGIS

Использование лидарных данных в виде набора данных terrain

Наборы данных terrain - это наборы данных представления поверхностей, основанные на TIN и использующие классы пространственных объектов базы геоданных в качестве источников данных. Нерегулярная сеть триангуляции (TIN) является структурированными данными, используемыми для моделирования поверхностей, таких как рельеф, в виде сети смежных треугольников.

Чтобы добавить данные лазерной съемки (файлы LAS) в набор данных представления поверхностей (terrain), они импортируются в класс мультиточечных объектов набора данных базы геоданных. Затем внутри этого набора данных создается набор представления поверхностей (terrain), который может содержать отнюдь не только данные лазерной съемки.

Наборы данных terrain помогут вам в следующих случаях:

• Отображать и моделировать модели представления поверхностей (terrain) областей исследования, объединяя облака 3D точек лазерной съемки с другими источниками данных, например, трехмерными пространственными объектами, полученными методом стереофотограмметрии.
• Использовать различные типы пространственного анализа трехмерных данных в своих ГИС с помощью дополнительного модуля Дополнительный модуль ArcGIS 3D Analyst.
• Создавать растровые цифровые модели рельефа для их использования в системах моделирования и анализа, таких как дополнительный модуль Дополнительный модуль ArcGIS Spatial Analyst.

Подробнее об исходных данных, поддерживаемых наборами представления поверхностей (terrain)Подробнее о преимуществах использования наборов данных terrain

Использование лидара в наборе данных мозаики

При добавлении ваших данных лазерной съемки в набор данных мозаики они будут использованы и отображены в растровом виде. Это позволит вам:

• Использовать такие инструменты, как Видимость (Viewshed), Изолиния (Contour) и Профиль (Profile).
• Оценивать объемы.
• Использовать данные как ЦМР (DEM).
• Использовать их для ортотрансформирования изображений.
• Использовать их в приложениях, поддерживающих растры, но не поддерживающих файлы и наборы данных LAS.

Набор данных мозаики схож с набором данных LAS, поскольку он также содержит только ссылки на набор исходных данных и не перемещает все точки из одного формата в другой, быстро создается, имеет небольшой размер и легко обновляется с помощью дополнительных файлов LAS. Либо вы можете преобразовать файлы или набор данных LAS в набор растровых данных.

Также у вас есть возможность использовать набор данных мозаики для каталогизации всех ваших лидарных данных.

Подробнее о добавлении лидарных данных в набор данных мозаики