Le format LAS stocke les informations sur le système de coordonnées à l’intérieur du fichier .las. La manière dont ces informations sont conservées dépend de la version du fichier LAS et du format d’enregistrement de points. Ces propriétés déterminent les attributs et les valeurs qui sont stockés dans le fichier .las. Les versions actuelles de LAS sont 1.0, 1.1, 1.2, 1.3 et 1.4. Les formats d’enregistrement de points pris en charge par chaque version sont résumés dans le tableau suivant :
Les versions 1.0 à 1.3 de LAS stockent le système de coordonnées en utilisant des balises GeoTIFF, alors que la version 1.4 de LAS prend en charge les conventions GeoTIFF et WKT (Well-Known Text). Le standard de métadonnées GeoTIFF pour les informations sur le système de coordonnées est une convention bien connue qui a été pensée pour le géoréférencement d’un raster TIFF. Sachant que LAS n’est pas un format raster, il n’a besoin que d’un sous-ensemble de balises GeoTIFF pour être correctement positionné dans le monde réel. Dans ArcGIS, les informations GeoTIFF sont interprétées à l’aide de la Bibliothèque d’abstraction des données géospatiales (GDAL, Geospatial Data Abstraction Library), qui est une bibliothèque conçue pour la lecture et l’écriture de divers formats de données géospatiales. Le standard WKT est une description textuelle d’une référence spatiale qui a été adopté par l’OGC (Open Geospatial Consortium). Les fichiers LAS 1.4 avec les formats de points 0 à 5 peuvent stocker la référence spatiale au format GeoTFF ou WKT ; en revanche, les formats de points plus récents 6 à 10 prennent uniquement en charge WKT.
De même, l’emplacement des informations sur le système de coordonnées varie entre les versions LAS. Chaque fichier .las est constitué des éléments suivants :
- Bloc d’en-têtes public
- Enregistrements de longueur variable (VLR)
- Enregistrements de données de points
- Enregistrements de longueur variable étendus (EVLR) : uniquement disponibles dans LAS 1.3 et 1.4
- Dans LAS 1.3, ceux-ci ne sont disponibles que pour les formats d’enregistrement de données de point de type 4 et 5 et sont destinés à stocker les paquets de données de formes d’ondes de l’arpentage lidar initial.
- Dans LAS 1.4, les EVLR sont pris en charge pour tous les formats d’enregistrement de données de points, et ils peuvent accueillir un large éventail d’informations.
Dans les versions 1.0 à 1.3 de LAS, le système de coordonnées est stocké dans la section des enregistrements de longueur variable du fichier, située près du début du fichier binaire. Il ne peut pas être mis à jour une fois qu’il a été écrit. Dans LAS 1.4, les informations sur le système de coordonnées peuvent être écrites dans des enregistrements VLR ou EVLR. Il est possible de les mettre à jour en écrivant un nouveau système de coordonnées dans la section EVLR et en modifiant celui d’origine pour indiquer qu’il a été remplacé.
Système de coordonnées de jeu de données LAS/de fichier LAS individuel
Le jeu de données LAS (*.lasd) peut référencer plusieurs fichiers .las et .zlas pour permettre la visualisation et le traitement d’une grande collection de fichiers contigus. Si, de manière générale, les données utilisées dans un jeu de données LAS ont le même système de coordonnées, les fichiers présentant des systèmes de coordonnées différents peuvent également être consultés via le jeu de données LAS. Le jeu de données LAS dispose de son propre système de coordonnées, lequel est utilisé lors du traitement des données. Le système de données du jeu de données LAS est généralement celui du premier fichier .las ou .zlas en entrée qui lui est ajouté, mais il est possible de le modifier au moment de créer le jeu de données LAS.
Lorsqu’un jeu de données LAS est le premier jeu de données à être ajouté à la carte ou à la scène 3D, c’est sa référence spatiale qui définit le système de coordonnées de la carte. Ainsi, lorsqu’un fichier .las ou .zlas est référencé par le jeu de données LAS, mais que son système de coordonnées est différent, il est reprojeté à la volée pour s’afficher selon le système de coordonnées de la carte. Lorsque le jeu de données LAS est traité par un outil de géotraitement pour créer des produits de données dérivés, tel qu’un raster d’élévation, le système de coordonnées par défaut de la sortie utilise la référence spatiale du jeu de données LAS. Il est également possible de le modifier par l’intermédiaire du paramètre d’environnement Output Coordinate System (Système de coordonnées en sortie).
Systèmes de coordonnées horizontales et verticales
Le système de coordonnées horizontales définit le positionnement x,y des données LAS ; le système de coordonnées verticales en définit le positionnement z. Ces informations sont l’assurance que les données sont positionnées avec précision. Lorsque seul le système de coordonnées horizontales est défini pour les données, les unités z sont inférées à partir du système de coordonnées horizontales. Si les coordonnées x,y de ces données sont définies selon un système de coordonnées géographiques, ses unités z sont supposées être en mètres.
Reprojeter des fichiers .las et .zlas
L’outil Projeter un LAS permet de reprojeter un ou plusieurs fichiers .las et .zlas d’un système de coordonnées à un autre. L’outil offre un moyen simple de sélectionner la transformation de datum géographique appropriée lorsque les données sont transformées d’un datum à un autre. Le paquetage ArcGIS Coordinate Systems Data (Données des systèmes de coordonnées ArcGIS) doit être installé pour pouvoir effectuer une transformation de datum vertical. Le composant logiciel est fourni via une installation distincte qui peut être téléchargée depuis votre page « My Esri ». Apprenez-en davantage sur l’installation des fichiers de système de coordonnées supplémentaires ici.
La plupart des outils de géotraitement qui créent des fichiers .las ou .zlas en sortie prennent en charge la reprojection des données via les paramètres d’environnement Output Coordinate System (Système de coordonnées en sortie) et Geographic Transformations (Transformations géographiques). L’utilisation de tels outils à la place de l’outil Projeter un LAS peut éviter la création de données intermédiaires superflues. Si vous avez besoin d’exploiter les opérations décrites ci-dessous, envisagez de reprojeter vos données via les outils suivants :
- Affiner les données LAS : réduit la densité de points des données.
- Tuiler les données LAS : subdivise le nuage de points en une structure de tuilage régulière.
- Extraire les données LAS : découpe et filtre le nuage de points.
Problèmes fréquemment rencontrés avec les systèmes de coordonnées LAS
La norme de l’ASPRS (American Society for Photogrammetry and Remote Sensing) relative au format LAS exige que les fichiers .las disposent d’une référence spatiale. Toutefois, ce n’est pas toujours le cas. Les données LAS peuvent être collectées dans des espaces intérieurs où le positionnement GPS n’est pas possible. Il peut également arriver que les nuages de points résultant de techniques photogrammétriques n’aient aucune référence spatiale définie. Par ailleurs, les informations de référence spatiale peuvent être manquantes, incomplètes ou mal définies dans les fichiers au format LAS, ce qui a pour conséquence de les afficher au mauvais emplacement.
Lorsque vous consultez les propriétés de jeu de données de fichiers .las ou .zlas dont les informations de référence spatiale sont manquantes ou non reconnaissables, elles apparaissent comme ayant un système de coordonnées inconnu. Les fichiers au format LAS qui stockent la référence spatiale avec des balises GeoTIFF peuvent aussi indiquer utiliser GCS WGS84 chaque fois que leurs informations de référence spatiale sont écrites en partie et incomplètes. Cela est dû à la façon dont la bibliothèque GDAL interprète les données de référence spatiale GeoTIFF incomplètes.
Un autre problème peut être rencontré avec les fichiers .las : les données peuvent sembler exagérées ou compressées dans la dimension z. Cela se produit généralement lorsque les unités linéaires utilisées pour afficher les données ne concordent pas avec les unités dans lesquelles les informations de hauteur ont été collectées. Lorsque le système de coordonnées défini pour un jeu de données est seulement un système de coordonnées x,y et non z, l’unité linéaire du système de coordonnées x,y est utilisée pour afficher les informations de hauteur. Lorsque ces données sont reprojetées entre des systèmes de coordonnées horizontales d’unités différentes, les unités z ne sont pas converties, car elles n’ont jamais été définies. Pour solutionner les distorsions d’échelle qui se produisent dans ce type de scénario, vous devez définir le système de coordonnées z approprié.
Résoudre les problèmes de référence spatiale en utilisant des fichiers .prj
Dans ArcGIS Pro, il est possible de définir le système de coordonnées des fichiers .las ou .zlas dont les informations de référence spatiale sont erronées ou absentes à l’aide d’un fichier .prj auxiliaire. Ce fichier auxiliaire réside dans le même répertoire que le fichier .las ou .zlas et partage le même nom de base, mais possède une extension .prj. Le fichier .prj stocke le système de coordonnées selon la convention WKT, et sa présence prend le pas sur les informations contenues dans le fichier .las ou .zlas.
Vous pouvez créer le fichier .prj pour un fichier .las ou .zlas individuel à l’aide de l’outil de géotraitement Définir une projection. Vous pouvez également créer le fichier .prj pour un ensemble de fichiers .las ou.zlas à l’aide de l’outil de géotraitement Créer un jeu de données LAS en définissant la référence spatiale souhaitée dans le paramètre Coordinate System (Système de coordonnées) et en indiquant si un fichier .prj sera créé pour tous les fichiers ou seulement pour les fichiers qui n’ont pas de référence spatiale.
Si les données LAS ont été initialement géoréférencées, mais que les informations de référence spatiale incorporées dans le fichier étaient absentes ou mal définies, le fait de créer un fichier .prj avec les informations adéquates suffit à aligner les données dans ArcGIS Pro. Si les données LAS n’ont jamais été géoréférencées, une projection cartographique locale personnalisable peut être utilisée pour déplacer et faire pivoter les données le long du plan x,y pour qu’elles trouvent leur position réelle. La projection locale peut être utile pour les données représentant une petite zone de projet, comme un bâtiment ou un petit quartier. Dès lors qu’un jeu de données est géoréférencé avec la projection locale, il peut être reprojeté dans un système de coordonnées standard reconnu par d’autres applications. Apprenez-en davantage sur la projection locale.
Tout comme la projection locale pour le positionnement horizontal, ArcGIS Pro propose également un système de hauteur non spécifié de façon à définir les unités de hauteur des données 3D. Cela vous permet de corriger les distorsions d’unités z qui peuvent se produire avec les données qui n’ont pas de système de coordonnées z défini et dont le système de coordonnées horizontales a une unité linéaire non concordante.
Si des fichiers .las ou .zlas dont la référence spatiale est définie dans un fichier .prj sont appelés à être utilisés dans des applications tierces, il se peut que le système de coordonnées du fichier .prj ne soit pas reconnu. Le système de coordonnées du fichier .prj doit alors être incorporé dans les fichiers .las ou .zlas pour permettre aux autres applications de reconnaître les informations corrigées. Pour incorporer ces informations de coordonnées, vous pouvez utiliser n’importe quel outil de géotraitement capable de générer de nouveaux fichiers .las. Outre les outils précités capables de générer des fichiers au format LAS en sortie, l’outil Convertir LAS permet également de créer des fichiers LAS dans une version LAS et un format d’enregistrement de points différents.
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