在 ArcGIS 中由激光雷达创建强度图像
强度是反映生成某点的激光雷达脉冲回波强度的一种测量指标(针对每个点而采集)。该值在一定程度上基于被激光雷达脉冲扫到的对象的反射率。其他对强度的描述包括“回波脉冲振幅”和“反射的后向散射强度”。请牢记,反射率是所用波长(通常是在近红外波段)的函数。强度可用于帮助要素检测和提取以及激光雷达点分类,还可以在无可用航空影像时用于替代航空影像。如果激光雷达数据中包含强度值,则可使用这些强度值绘制出类似黑白航空照片的图像。ArcGIS 提供了利用激光雷达数据创建强度图像的功能。
![激光雷达强度图像 激光雷达强度图像](015w/GUID-0383FDFE-6B0C-4B69-967A-966F647426C5-web.png)
创建 LAS 数据集图层
在 ArcGIS 中创建强度图像的第一步是使用创建 LAS 数据集地理处理工具创建 LAS 数据集。您需要将激光雷达数据存储为 LAS 格式,且数据供应商必须已将点强度值记录在那些文件中。如果激光雷达数据是以 ASCII XYZI 格式存储的,则可使用在本主题结尾处概述的替代方法。如果您的时间并不十分紧张,请创建 LAS 数据集的统计数据。创建 LAS 数据集工具上提供了这个选项。您也可以在事后使用 LAS 数据集统计数据地理处理工具添加统计数据。在 ArcCatalog 或“目录”窗口中查看 LAS 数据集属性 对话框确认 LAS 文件选项卡上 LAS 数据集的点间距。
![ArcCatalog 中的“LAS 数据集属性”对话框 ArcCatalog 中的“LAS 数据集属性”对话框](015w/GUID-E7C8281B-3967-4092-8B28-5466EA68948A-web.png)
如果您查看某些 LAS 文件的统计数据,则可确认是否确实记录了强度,如果已记录,那么值的范围是多少。强度值没有标准范围。原始值特定于用来捕获激光雷达的传感器。数据供应商也可以将强度值规范化到 0–255 范围内。
![LAS 文件属性和统计数据 LAS 文件属性和统计数据](015w/GUID-911C4885-DB81-49FD-A645-2FEE9C561E01-web.png)
下一步是在仅使用首次回波的 LAS 数据集上定义点过滤器。这些回波是用于强度图像的最佳点。您使用 LAS 数据集图层定义点过滤器。使用 LAS 数据集的过滤器在概念上近似于针对要素图层的定义查询。其不仅控制要绘制的要素,还会控制包含在地理处理中的内容。通过向 ArcMap 添加 LAS 数据集或通过使用 ArcCatalog 中的 LAS 数据集快捷菜单创建图层。打开图层属性 对话框,单击过滤器选项卡,然后单击第一个回波按钮。
![LAS 数据集图层属性 LAS 数据集图层属性](015w/GUID-21AEDCF2-E61B-4DDD-B3B0-58CE5A36C8E5-web.png)
现在,图层已准备好可以转变成图像了。
根据 LAS 数据集图层生成强度图像
可设置 LAS 数据集转栅格地理处理工具以使用点强度值生成图像。
![“LAS 数据集转栅格”工具 “LAS 数据集转栅格”工具](015w/GUID-5D8BF936-0A93-410C-9729-7339DA79219A-web.png)
将值字段设置为 INTENSITY、将输出数据类型设置为 AVERAGE、将空填充方法设置为 SIMPLE,并将采样类型设置为 CELLSIZE。采样值应根据数据的点间距进行设置。比较合理的值是平均点间距的两倍到四倍。
执行工具后,查看是否存在 NoData 区域。如果指定的输出像元大小相对于激光雷达点的强度而言过小,则会产生大量的 NoData 像元。可通过在栅格图层属性 对话框的符号系统选项卡上为 NoData 像元指定颜色来查看这些像元。如果产生了许多 NoData,则最简便的做法是返回,然后使用更大的像元大小重新运行 LAS 数据集转栅格工具。
强度图像显示
如果不知道有关数据采集方式和处理方式的详细信息,则很难预测图像中的值的范围。首先,原始强度值与传感器相关。其次,供应商可能已经调整了这些值(例如,将这些值规范化到 0–255 范围内)。由于存在这些可变因素,因此很难确定强度图像的最佳显示选项。可以对强度栅格图层拉伸类型和对比度进行试验。打开双线性重采样很可能是一个好办法。如果要寻求更多的显示可能性,可以考虑将强度与另一个变量(如山体阴影)组合。对于下图中显示的强度图像,在第一个回波表面的山体阴影顶部使用了大小为 50% 的透明度。
![叠加在山体阴影上的强度图像 叠加在山体阴影上的强度图像](015w/GUID-FEEEE578-33F9-4489-BA32-00606CFCC9A6-web.png)
ASCII XYZI
如果数据是 ASCII XYZI 格式,则使用以下地理处理工具来创建强度图像:
- 3D ASCII 文件转要素类:将点数据加载到地理数据库中。将输入格式设置为 XYZI 并将“输出 Shape 类型”设置为 MULTIPOINT,同时确保写入地理数据库要素类而不是仅写入 shapefile。这是因为需要以名为 BLOB 的特殊字段类型记录强度值,因此需要使用地理数据库。
- 点转栅格:将点转换为图像。将值字段设置为 INTENSITY 并将像元分配类型设置为 MEAN。
针对每个激光雷达点采集的回波强度可用于绘制图像。在 GIS 应用程序中,这些图像具有包括要素检测和提取在内的多种用途。ArcGIS 提供的工具可绘制这些图像。