在 ArcGIS 中使用激光雷达
ArcGIS 支持以 LAS（或 ASCII）文件形式提供的激光雷达数据。在 ArcGIS 中有三种不同的格式（数据集）可用于管理和处理激光雷达数据（具体取决于您的需要），它们包括 LAS 数据集、terrain 数据集和镶嵌数据集。
支持激光雷达数据的 ArcGIS 数据集
LAS 数据集 | 镶嵌数据集 | Terrain 数据集 | |
|---|---|---|---|
ArcGIS 应用程序 | ArcCatalog、ArcScene、ArcMap | ArcCatalog、ArcGlobe、ArcMap | ArcCatalog、ArcGlobe、ArcMap |
存储位置 | 文件系统 | 地理数据库 | 地理数据库 |
与 LAS 源文件的关系 | 指向 | 指向 | 无 |
大小限制 | 受磁盘空间的限制 | 受地理数据库允许的大小的限制 | 受地理数据库允许的大小的限制 |
表面约束 | 支持 | 不直接支持（如果出现在 LAS 数据集或 terrain 数据集中则支持） | 支持 |
激光雷达输入 | LAS 文件 | LAS 文件、terrain 数据集、LAS 数据集 | 多点要素类 |
激光雷达类型 | 机载和陆地 | 机载 | 机载 |
渲染 | 以 2D 和 3D 形式查看的点、三角化网格面 | 栅格 | 三角化网格面 |
分析 | 可插入点云或 TIN 的工具 用于 3D Analyst 工具 用于 LAS 数据集工具 了解有关使用 LAS 数据集进行分析的信息 | 用于可插入栅格数据的工具 用于 Spatial Analyst 工具和其他栅格数据集工具 了解有关使用栅格数据进行分析的信息 | 可插入 TIN 或栅格数据集的工具 用于 3D Analyst 工具 用于 Spatial Analyst 工具和其他栅格数据集工具 了解有关使用 terrain 数据集进行分析的信息 |
显示 | 细化的点 可通过选择不同类类型或数据类型更改显示 可使用 LAS 数据集工具条或图层属性对话框更改显示 | 使用缓存可更快进行显示 可通过选择不同类类型或数据类型更改显示 使用图层属性对话框或影像分析窗口更改显示状态 | 基于金字塔的细化的点 可通过选择不同类类型或数据类型更改显示 使用图层属性对话框更改显示 |
编辑点 | 可编辑 LAS 文件中的点 | 无法编辑点 | 可将 LAS 点编辑为 terrain 数据集引用的多点 |
与数据合并 | 支持 LAS 文件、要素类和 shapefile | 支持 LAS 文件、LAS 数据集、terrain 数据集和其他栅格格式 | 支持 LAS 和要素类 |
将激光雷达用作 LAS 数据集
LAS 数据集提供一种快速访问大量的激光雷达和表面数据而无需进行数据转换和导入的方法。这样可以轻松地处理覆盖整个管理区域的数千个 LAS 文件，或者可能只是关于特定研究区域的几个 LAS 文件。LAS 数据集允许您快捷地检查 LAS 文件，并在 LAS 文件中提供了激光雷达数据的详细统计数据和区域 coverage。
LAS 数据集可以：
- 在 ArcGIS ArcMap 和 ArcScene 中以 2D 和 3D 形式使用。
- 基于应用到点云的特定激光雷达过滤器，使用高程或点属性渲染器进行显示。
- 渲染为三角化网格面模型。
- 根据特定的激光雷达过滤器使用高程、坡度、坡向或等值线进行显示。
- 用于更新源 LAS 文件。
很多 LAS 数据集工具专门针对机载激光雷达而设计，其中表面通常根据点云进行解释。例如，通过机载激光雷达，开启基于 TIN 的表面视图或对栅格 DEM 进行插值是有意义的。另一方面，涉及较多的往往是地形激光雷达，此类雷达通常仅在作为点云查看与使用时才有效。ArcGIS 并不知道您拥有的激光雷达是哪种类型，因此您需要确保对其进行正确使用。大多数情况下，陆地激光雷达在 ArcScene 中应作为点使用和查看。这些点可用作数字化测量值和要素的背景，并以整合方式与其他 GIS 图层一起显示。
对 LAS 数据集 3D 视图使用激光雷达
使用 3D 透视图查看 LAS 数据集是可视化和了解 LAS 数据集引用的激光雷达数据的一种更好的方式。LAS 数据集 3D 视图 窗口允许您将 LAS 数据集视为 ArcMap 中 3D 环境的点或表面。只能通过 ArcMap 中的 LAS 数据集 工具条使用 3D 视图。通过 3D 透视图，可以更轻松地识别从激光雷达数据捕获的特定要素，例如山谷面、山峰、建筑物、植被类型、森林冠层、道路廊道、河流/溪流廊道、矿物、建筑工地、塔，甚至电力线。通过在 3D 模式下绘制这些要素，可以验证 GIS 中的激光雷达数据，并且可让您做出明智的分析决策。
对 LAS 数据集 2D 剖面图查看器使用激光雷达
显示、分析和编辑激光雷达数据的常规做法是使用 2D 横断面视图。可通过 LAS 数据集剖面图 窗口显示和编辑从 LAS 数据集中选择的一组激光雷达点，在 ArcMap 中从 LAS 数据集 工具条访问该窗口。可视化激光雷达数据的交叉部分使您能够从唯一性角度分析点集合。通过 2D 剖面图透视图，可以更轻松地识别从激光雷达数据捕获的特定要素，例如山谷面、山峰、建筑物、植被类型、森林冠层、道路廊道、河流/溪流廊道、矿物、建筑工地、塔，甚至电力线。通过绘制这些要素的横截面，可以验证 GIS 中的激光雷达数据，并且可让您做出明智的分析决策。
使用剖面图 窗口，您可以执行以下操作：
- 测量点之间的距离和高度。
- 手动编辑和更新 LAS 分类代码。
- 手动编辑 LAS 点位字段标记。
- 显示全分辨率激光雷达点集。
- 选择 LAS 数据集 3D 视图
窗口以在 3D 模式下显示所选 LAS 数据集点集。
编辑 LAS 文件
可对 LAS 数据集进行编辑，以对源 LAS 文件或源 LAS 文件中的激光雷达点进行更新。可对 LAS 数据集进行编辑，以修复存在的问题、做出改进、扩大或缩小数据区域范围。
下表给出了如何从 LAS 数据集编辑中受益的一些常见示例：
- 手动解决类代码错误。
- 直观比较激光雷达点与现有 GIS 数据，以对建筑物数据等进行数据验证。
- 使用 GIS 要素对激光雷达点分类。
- 手动选择一个或多个激光雷达点对其进行重分类。
- 更改当前 LAS 数据集中的全部分类代码。
- 在 LAS 数据集中添加或移除 LAS 文件以扩大或缩小数据区域范围。
- 在 LAS 数据集中添加或移除其他 GIS 表面要素（称为表面约束）。
- 交互测量可视要素（如电力线和树）之间的 3D 距离。
- 将激光雷达点作为背景数据，以对新 GIS 要素（例如街道设施）进行数字化。
- 如有必要，可为投影分配空间参考。
将激光雷达用作 terrain 数据集
terrain 数据集是一种将地理数据库要素类用作数据源的基于 TIN 的数据集。不规则三角网 (TIN) 是以多个三角形相连的网络进行表面建模（例如高程）的数据结构。
要将激光雷达（LAS 文件）添加到 terrain 数据集，则需要将其导入地理数据库要素数据集中的多点要素类。terrain 数据集然后在此要素数据集中生成，并且可以包含激光雷达数据以外的其他很多内容。
Terrain 数据集有助于进行以下操作：
- 将基于 3D 的离散多点观测与其他数据源（例如，使用立体摄影测量方式捕获的 3D 要素）相集成，来表示研究区域的 terrain 并建立 terrain 模型。
- 使用 ArcGIS 3D Analyst 扩展模块在 GIS 中执行多种类型的 3D 空间分析。
- 获得基于栅格的数字高程模型，以便在 ArcGIS Spatial Analyst 扩展模块等建模和分析系统中使用。
在镶嵌数据集中使用激光雷达
通过将激光雷达数据添加到镶嵌数据集，可将其用作栅格和渲染为栅格。这样您可以
- 使用视域、等值线和剖面图等工具。
- 估算体积。
- 将其用作 DEM。
- 用它来正射校正影像。
- 将其用于支持栅格而不是 LAS 文件或 LAS 数据集的应用程序。
镶嵌数据集与 LAS 数据集类似，由于镶嵌数据集存储的是指向原始数据集的指针，且并不将所有点从一种格式移动到另一种格式，因此可快速进行创建、文件大小较小且易于使用其他 LAS 文件进行更新。或者，也可以将 LAS 文件或 LAS 数据集转换为栅格数据集。
还可使用镶嵌数据集来为所有激光雷达数据编制目录。