La clasificación de superposición es un paso de procesamiento habitual para los sistemas LIDAR aéreos. El objetivo es conseguir una distribución de puntos relativamente uniforme que permita realizar los procesos geométricos y estadísticos posteriores de forma más eficaz y fiable.
Con el sistema LIDAR aéreo, suele ser un avión que cubre rutas continuas y paralelas el que recoge las recopilaciones. A lo largo de cada ruta se recopila un grupo de datos. Los grupos próximos se superponen en cierta medida. Esto se hace de forma intencionada para garantizar una cobertura completa, de manera que no haya huecos o ausencias en los datos.
En las áreas de superposición, la densidad de punto es el doble que en las áreas en las que no existe superposición.
La calibración de los datos entre rutas de vuelo no siempre es perfecta. Esto puede generar ligeras desviaciones de altura entre las rutas de vuelo. La desviación es más evidente en áreas de superposición hacia los bordes de las rutas de vuelo. Incluso con una calibración excelente, la mayor densidad de punto en las áreas de superposición tiene efectivamente como resultado más ruido aparente. Esto se debe a que los puntos están más cerca en x,y, pero las variaciones de altura entre puntos próximos permanece constante (en otras palabras, el mismo desplazamiento vertical, debido a los límites de precisión vertical, en una distancia más corta equivale a una pendiente mayor). Una superficie formada en áreas de superposición tendrá pendientes promedio más grandes que las áreas sin superposición.
Para que la densidad de punto sea más uniforme a la vez que se maximiza el impacto de las cuestiones de ruido y calibración, puede excluir algunos puntos del área de superposición. Esto se consigue con una clasificación de superposición. Esto permite clasificar, o etiquetan, un subconjunto de puntos en áreas de superposición. Luego, los puntos de superposición pueden excluirse de los pasos posteriores de clasificación y análisis. Por ejemplo, las herramientas de geoprocesamiento Clasificar el terreno LAS y Clasificar edificio LAS excluirán el uso de puntos de superposición automáticamente.
Requisitos previos
Los requisitos previos a la clasificación de la superposición son los siguientes:
- Se utiliza un Id. de origen de punto para identificar a qué ruta de vuelo pertenece un punto. Esta información debe asignarse a cada punto y de esto suele encargarse el proveedor de datos.
- Los datos de las diferentes rutas de vuelo deben combinarse y disponerse en un conjunto de teselas contiguas no superpuestas. Para esto puede emplearse la herramienta Tesela LAS.
- Los datos deben estar en un sistema de coordenadas proyectadas. Si los datos LAS se encuentran en un sistema de coordenadas geográficas, deben reproyectarse en un sistema de coordenadas proyectadas. Puede utilizarse la herramienta de geoprocesamiento Extraer LAS para proyectar los datos.
Revisar el uso del Id. de origen de punto de los datos LAS
Cuando se utiliza la herramienta de geoprocesamiento Clasificar superposición de LAS, se supone que el Id. de origen de punto de cada punto se ha establecido en el número de la ruta de vuelo en la que se ha originado. La asignación de la ruta de vuelo es una práctica común que realiza la mayoría de proveedores de datos. Sin embargo, en la especificación LAS no se aclara si es obligatorio y queda abierto a interpretación.
Para mostrar los puntos representado por el Id. de origen, realice los pasos siguientes.
- Agregue la capa del dataset LAS a un mapa 2D o una escena local 3D.
- Abra el panel Simbología de la capa del dataset LAS.
- En la pestaña Puntos, junto a la casilla de verificación Dibujar usando activada, elija Id. de origen de punto en la lista desplegable.
En la parte superior del panel Simbología de un dataset LAS se muestran los puntos seleccionados para mostrarse por Id. de origen de punto.
Cuando el Id. de origen de punto se configura en el número de ruta de vuelo, cabe esperar que los puntos se muestren en el mismo color correspondiente a cada grupo, con los grupos generalmente orientados en paralelo entre sí y al menos algún grado de superposición entre ellos.
Herramienta Clasificar superposición de LAS
La herramienta Clasificar superposición de LAS divide los puntos en bins cuadrados. Luego examina la clasificación del ángulo de escaneo de todos los puntos de cada bin. La clasificación de ángulo de escaneo es el ángulo de escaneo del punto con respecto al nadir, directamente por debajo del avión y el escáner. Los valores pueden oscilar entre -90 y 90 grados. El Id. de origen de punto (Id. de ruta de vuelo) del punto cuya clasificación de ángulo de escaneo es 0,0 o está próxima a este valor se identifica como el que debe utilizarse en la clasificación y el análisis. El concepto es que los puntos más próximos a nadir son más exactos que los puntos situados hacia el borde del grupo. Los puntos del bin que no pertenecen a la ruta de vuelo elegida se clasifican, o etiquetan, como puntos de superposición. En los archivos de la versión LAS 1.4, que suelen utilizar formatos de punto 6-8, se define un bit de etiqueta de superposición para lograrlo. En las demás versiones de archivos LAS y formatos de punto se utiliza el código de clase de superposición 12.
En la imagen anterior se muestra un bin de muestra (un par de metros en un lado) de puntos LIDAR. Los puntos azules pertenecen a una ruta de vuelo y los puntos naranjas, a otra. El ángulo de escaneo mínimo absoluto de los puntos azules es 5. El ángulo de escaneo mínimo absoluto de los puntos naranjas es 17. El azul se considera más exacto por estar más cerca del nadir, o 0. Por consiguiente, los puntos naranjas se etiquetarán como puntos de superposición.
El parámetro Distancia de muestra representa el tamaño de los bins utilizados para dividir los puntos. Los bins son cuadrados 2D y la distancia de muestra es la longitud del lateral del bin.
La distancia de muestra que proporcione debería ser al menos varias veces el espaciado de punto nominal. Puede ser mayor si se tiene en cuenta que su finalidad es determinar qué datos de la ruta de vuelo se van a utilizar para un área determinada. Hasta varios metros se considera razonable. Una vez que se clasifican los puntos de superposición, pueden excluirse de la visualización y el análisis posterior filtrándolos. Haga clic con el botón derecho en la capa del dataset LAS en el panel Contenido y elija Propiedades. En la pestaña Filtro LAS, en Etiquetas de clasificación, desactive Superposición.
La configuración del filtro de puntos que permite activar y desactivar los puntos de superposición está disponible en las propiedades del dataset LAS. La imagen anterior corresponde a archivos de la versión LAS 1.4 en la que se utiliza la etiqueta de clase de superposición en lugar del código de clase de superposición.
Cuando visualice los datos LAS utilizando el Id. de origen de punto tras filtrar los puntos clasificados, verá un límite claro entre las líneas de vuelo, como se muestra en las imágenes siguientes. En la primera imagen se muestran puntos con superposición y en la segunda, puntos sin superposición.
Al identificar la superposición para excluirla, se obtendrá una densidad de punto más uniforme y se puede mejorar los resultados de operaciones posteriores como la clasificación del suelo, la clasificación de edificios y la producción de DEM.