Функция LAS в растр—ArcGIS Pro

Обзор

Функция LAS в растр применяется для отображения данных лазерного сканирования в формате файлов LAS. Данная функция применяется при добавлении данных лазерного сканирования в набор данных мозаики при помощи типа растра LAS. Для этой функции необходимо указать как свойства входных данных, так и свойства выходных данных. Кромке того, в зависимости от разрешения данных и времени, затрачиваемого на преобразование точечных данных в растровые, функция может вести запись предварительно обработанных файлов растровых данных в выходное местоположение (производить кэширование).

Примечания

Функция будет применяться при добавлении вами мультиточечных данных в набор данных мозаики. При добавлении данных в набор данных мозаики требуется открыть свойства, чтобы определить некоторые свойства входных и выходных данных, например, размер пиксела.

LAS является промышленным стандартом, разработанным и используемым Американским обществом по фотограмметрии и дистанционному зондированию (ASPRS). Данная функция поддерживает версии формата 1.0, 1.1, 1.2 и 1.3.

Входные свойства управляют выбором различных аспектов обрабатываемого набора данных LAS, таких как тип возврата, тип классификации и тип данных.

Функция LAS в растр позволяет добавлять данные LAS, выбирая отдельные файлы LAS или выбирая одну или несколько папок в файлами LAS. При добавлении папки все файлы из этой папки будут добавлены в набор данных мозаики как отдельные элементы. Таким образом, в наборе данных мозаики можно будет увидеть экстент и свойства каждого файла LAS (к примеру, среднее расстояние между точками). В случаях, когда в папках содержатся сотни или тысячи файлов LAS, удобнее добавить папку LAS как единый набор данных, являющийся одним элементом в наборе данных мозаики. Для этого следует Обрабатывать каждую папку как набор данных. При использовании этой опции все файлы LAS должны иметь одинаковую систему пространственной привязки, в противном случае они не будут добавлены корректно.

Важно знать, что оценка расстояния между точками рассчитывается либо для всех точек, либо только для точек с конкретным типом возвращаемого значения или класса. К примеру, для типа значений, возвращаемых в первую и в последнюю очередь, плотность точек велика; однако, если выбрать только пятый тип возвращаемых значений, плотность будет значительно ниже, при этом средний интервал между точками будет значительно больше. В то же время, тип класса Земная поверхность будет, как правило, насыщен точками, но также в нем будет и много пропусков на местах зданий и деревьев. Если выбрать только точки зданий или высоких деревьев, то пропусков будет еще больше, соответственно, плотность точек будет меньше, а средний интервал между точками – больше.

Вместо этого лучше использовать размер ячейки, который в несколько раз больше, чем средний интервал между точками, но не слишком большой, чтобы иметь возможность определять пробелы и пропуски. Наиболее подходящий размер ячейки – в четыре раза больше расстояния между точками. Например, если интервал считывания данных составляет 1 метр, а размер пиксела равен 4, можно ожидать, что в одной ячейке будет находиться 16 точек.

Выходные данные влияют на отображение данных LAS и способ преобразования точек в растр.

Выходные свойства уникальны для LAS, набора данных LAS и типов растра Terrain. Так как во входных данных используется определенный тип интерполяции точек, на это может потребоваться много вычислительных ресурсов, из-за чего замедляется отображение. Для улучшения производительности существует опция создания кэшей при базовом размере пиксела для входных данных. При отключенном кэшировании, отображение некоторых поверхностей может занять несколько минут.

Выходное местоположение для предварительно обработанных файлов растровых данных располагается по умолчанию рядом с базой геоданных, в которой хранится набор данных мозаики (если база данных файловая). Если вы используете многопользовательскую базу геоданных, файлы по умолчанию сохраняются в базе геоданных. Местоположение можно сменить на вкладке Общие диалогового окна функции Свойства инструмента LAS в растр.

Файлы LAS, добавленные непосредственно в набор данных мозаики, не будут использовать пространственные индексы вспомогательных файлов LAS (.lasx).

Параметры


Свойства	Описание
Файл или папка Las	Путь и имена файлов LAS или папка, содержащая файлы LAS. При изменении пути к входным данным следует сменить это значение. Использование папки рекомендуется при использовании большого числа файлов LAS как многочисленные неполные сигналы.
Размер пиксела	Необходимо указать размер пиксела при добавлении данных LAS в набор данных мозаики. Как правило, если размер пиксела в три раза больше расстояния между точками, пропуски в данных должны быть заполнены (если они не относятся, например, к водным поверхностям). При определении меньшего размера пиксела необходимо использовать заполнение пустот.
Тип данных	Определяет значение, используемое при построении поверхности. Доступны два типа данных: Высота — будет использоваться значение высоты (рельеф). Интенсивность — это мощность отраженного лазерного импульса в данной точке. Она зависит, частично, от отражающей способности объекта, облучаемого лазерным импульсом. Другое описание интенсивности включает амплитуду обратного импульса и интенсивность обратного рассеивания отраженного импульса. Помните, что отражающая способность является функцией длины волны. Обычно используется ближняя часть инфракрасного диапазона. Интенсивность используется в качестве вспомогательных данных при идентификации и извлечении пространственных объектов, при классификации точек лидара, а также в качестве замены аэрофотоснимков, если они не доступны. Если данные лидара содержат значения интенсивности, по ним можно получить изображения, напоминающие черно-белые аэрофотоснимки. Значением по умолчанию является Рельеф.
Классификация	Фильтры применяется для точек файлов LAS, поставляемых провайдером и обрабатываемых в наборе данных LAS. Для того чтобы добавить для фильтров Классификации все точки, вне зависимости от их класса, используйте тип Любой. Также можно выбрать несколько типов классов. Типы классификации перечислены ниже. Любые Никогда не классифицировалось Не классифицировано Земля Низкорослая растительность Растительность средней высоты Высокая растительность Здание 7. Нижняя точка с шумами 8. Ключевая точка модели вода Железная дорога 11. Дорожное покрытие 12. Зарезервировано12 13. Проволочное ограждение 14. Провод 15. Опора линии связи 16. Изолятор 17. Мостовой настил 18. Высокий шум
Отраженные сигналы	Импульс лазерного сканера (лидара) может быть возвращен более одного раза, отразившись от земной поверхности и от объектов на различной высоте. Отраженные сигналы возвращаются на приемник в различные моменты времени. Для дифференциации сигналов, возвращенных земной поверхностью, от других (к примеру, возвращенных растительным покровом) применяется тип возвращаемого значения. Для фильтра Отраженные сигналы можно выбратьЛюбой, чтобы добавить все отраженные сигналы лидара, либо выбрать несколько. Типы Отраженного сигнала – от первого до пятнадцатого и Последний.
Типы интерполяции	Доступно два типа интерполяции: Бининг — процесс определения значения пиксела путем анализа точек, попадающих в его пределы. Триангуляция – в первую очередь, посредством триангуляции Делоне, создается сеть нерегулярных треугольников (поверхность, состоящая из ребер и точек), которая затем подлежит преобразованию в растр. Этот метод рекомендуется для данных лазерного сканирования низкой плотности, когда биннинг не дает удовлетворительных результатов или когда, при приближении какой-либо области, оказывается видна поверхность из точек низкой плотности. Значением по умолчанию является Биннинг.
Метод присвоения значений ячейкам	Определяет, какое из Z-значений будет использоваться для построения растровой поверхности, если имеется выбор. Среднее – использует среднее значение z Максимум – использует наибольшее Z-значение Минимум – использует наименьшее Z-значение Сумма – использует сумму всех Z-значений Средневзвешенное расстояние – использует Z-значение, полученное в результате расчета средневзвешенного расстояния Значением по умолчанию является Среднее.
Заполнение пропусков	Пустоты образуются на местах пикселов растра, где нет ни одной точки лазерного сканирования. Причиной пропусков часто бывают водные объекты, выбор определенного типа класса или исключение каких-либо данных. Заполнение пустот зачастую необходимо при построении растра земной поверхности. Опции заполнения пустот перечислены ниже: Существует три опции заполнения пустот: Нет – пропуски не будут заполнены. Используется по умолчанию. Простое – вычисляет среднее значение по значениям соседних пикселов (вплоть до восьми соседних ячеек). Будет выполнено заполнение только небольших пропусков. Подгонка плоскости/ОВР – сначала применяется метод Простой, затем используется метод подгонки плоскости. Если ошибка слишком велика, применяется алгоритм обратно взвешенных расстояний. Если ширина или высота прямоугольника, описывающего пропуск, превышает значение Максимальная ширина, то данный пропуск не заполняется. Значением по умолчанию является Нет.
Максимальная ширина	Значение ширины, используемое в качестве ограничения при заполнении пропусков по методу Подгонка плоскости/ОВР. Измеряется в единицах системы пространственной привязки файла LAS. Максимальная ширина не будет использоваться, если поле оставлено пустым или введен 0. Этот параметр применяется только, если выбрано значение Подгонка плоскости/ОВР для метода Заполнение пустот.
Метод интерполяции	Используется в случае, если типом интерполяции является Триангуляция. Вычисление значений поверхности в точках, где измерения отсутствуют, на основе известных значений поверхности окружающих точек. Доступны следующие методы интерполяции: Линейная - вычисляет z-значение по описываемому треугольником участку поверхности, который содержит координаты x,y запрашиваемой точки. Естественное соседство - вычисляется z-значение посредством взвешивания на основе площади к естественной окрестности запрашиваемой точки на поверхности. Значением по умолчанию является Линейная.
Коэффициент Z	Фактор масштабирования, используемый для конвертирования я-значений. У коэффициента масштабирования два назначения: Для конвертации единиц высоты (например, метры или футы) в единицы горизонтальных координат набора данных, которые могут быть футами, метрами или градусами. Для добавления вертикального преувеличения для визуального эффекта. При определении коэффициента Z Арифметическая функция добавляется к последовательности функций для элемента в наборе данных мозаики.
Путь кэша	Сохраняется путь для сохранения кэшированных поверхностей. По умолчанию производится построение кэша и его размещение в папке рядом с набором данных мозаики. Это папка имеет то же имя, что и база геоданных, с расширением .cache. Однако если набор данных мозаики создается в многопользовательской базе геоданных, кэш будет создан внутри этой базы геоданных.
Число кэшированных поверхностей	Максимальное количество файлов кэша, которое может быть создано с использованием различных входных свойств для данной поверхности, например с использованием одного метода интерполяции, а не другого. Если ввести значение 0, кэширование будет отключено либо будут очищены имеющиеся кэшированные данные. Значением по умолчанию является 10.
Отключиться от файлов LAS	Отметьте этот пункт, если вы не хотите связывать ваш набор данных мозаики с исходными файлами LAS. Если вы используете эту опцию, для отображения набора данных мозаики будет использоваться кэш. Использование кэшированных файлов вместо исходных файлов LAS повышает быстродействие; это особенно верно для набора данных мозаики, источником которого являются файлы LAS, его производительность может быть низкой из-за плохого сетевого подключения или из-за замедления сервера данных. Если сервис становится слишком медленным, нет смысла его использовать.

Более подробно о функции LAS в Raster

Лидар – это активный сенсор, посылающий лазерный импульс на определенной частоте и длине волны. Этот импульс либо поглощается, либо отражается различными поверхностями, и отправляется обратно на сенсор. Одиночный импульс от лазера может возвращаться, как многочисленные сигналы, отразившиеся от объектов на разной высоте на земле или над землей, возвращающиеся на приемник как импульсы в разное время. Для дифференциации сигналов, возвращенных земной поверхностью, от других (к примеру, возвращенных растительным покровом) применяется тип возвращаемого значения. Функция LAS в Растр позволяет вам выбрать одно или более возвращаемых значений.

Диаграмма возвращаемых значений — Сравнение времени и интенсивности обратных сигналов.

Классификации определены для точек с помощью поставщика файлов LAS. Для того чтобы добавить все точки, вне зависимости от их класса, используйте тип Любой. Также можно выбрать несколько типов классов. Типы классификации из файла LAS specification 1.3 .pdf ссылка на сайт ASPRS следующие: Любой, (0) Классификация не проводилась, (1) Нет классификации, (2) Земля, (3) Низкая растительность, (4) Средняя растительность, (5) Высокая растительность, (6) Здание, (7) Нижняя точка с шумами, (8) Ключевые точки модели, (9) Водяная поверхность, (10) Железная дорога, (11) Дорожное покрытие, (12) Зарезервировано, (13) Проволочное ограждение, (14) Провода, (15) Опора линии связи, (16) Изолятор, (17) Мостовой настил и (18) Сильный шум.

Интенсивность данных LAS – это измерение, собранное для каждой точки, мощности отраженного лазерного импульса в данной точке. Это значение показывает, какая часть испущенного светового конуса была возвращена назад на приемник. Например, крыши зданий отражают 100% излучения, а растительный покров – значительно меньше. Это значение также зависит от коэффициента отражения поверхности. Если световой конус отразится от зеркальной поверхности под углом, то на приемник ничего не будет возвращено. Интенсивность используется в качестве вспомогательных данных при идентификации и извлечении пространственных объектов, при классификации точек лидара, а также в качестве замены аэрофотоснимков, если они не доступны. Если данные лидара содержат значения интенсивности, по ним можно получить изображения, напоминающие черно-белые аэрофотоснимки.

Размер пиксела

Поскольку различные объекты будут отражать, рассеивать или поглощать импульс лазера лидара различным образом, лидарные данные будут состоять из пропусков данных и нерегулярных промежутков между точками данных. Вы можете компенсировать пропуски данных, назначив Размеру пиксела создание растра. Как правило, если размер пиксела в три раза больше расстояния между точками, пропуски в данных должны быть заполнены (если они не относятся, например, к водным поверхностям). Поэтому необходимо указать размер пиксела при добавлении данных LAS в набор данных мозаики.

Значение расстояния между точками, в большинстве случаев, предоставляется поставщиком вместе с файлами точечных данных и может быть просмотрено в файле метаданных. Если это расстояние между точками неизвестно, но имеется в наличии дополнительный модуль ArcGIS 3D Analyst extension, вы можете использовать инструмент Информация о файле точек для получения расстояние между точками для заданных файлов данных; в противном случае, введите значение 1, добавьте файлы LAS и просмотрите таблицу атрибутов набора данных мозаики для выбора корректного значения. При необходимости, введенное значение можно исправить функцией LAS в растр.

Свойства выходных данных

Если размер ячейки в три-четыре раза больше, чем средний интервал между точками, вы спокойно можете использовать разбиение на интервалы (биннинг). Если размер пиксела меньше, чем интервал, вы можете попробовать начать биннинг с выключенной функцией заполнением пустот. Если результирующий растр главным образом состоит из пустот и имеет только несколько заполненных данными ячеек, биннинг не произведет какого-либо значимого эффекта на растр высот. Вам необходимо увеличить размер пиксела или перейти к триангуляции. Если в результирующем растре достаточно равномерно распределяются данные и пустоты, и имеется только несколько пустот среднего размера, вы можете использовать биннинг с включенным заполнением пустот. В ниспадающем списке Заполнение пропусков выберите либо Простое, либо Подгонка плоскости/ОВР.

Преобразование между единицами измерения и проекциями карты

Фактор масштабирования, используемый для конвертирования я-значений. У коэффициента масштабирования два назначения:

Для конвертации единиц высоты (например, метры или футы) в единицы горизонтальных координат набора данных, которые могут быть футами, метрами или градусами.
Для добавления вертикального преувеличения для визуального эффекта.

Для конвертации из футов в метры или наоборот, см. таблицу ниже. Например, если Z-значения измеряются в футах, а единицы измерения набора данных мозаики – метры, то применяется коэффициент 0,3048 для конвертации единиц измерения высоты из футов в метры (1 фут = 0,3048 метра).

Он также удобен, если данные имеют географическую систему координат (например, GCS_WGS 84 с использованием координат широты и долготы), при этом высота измеряется в метрах. В этом случае, вам необходимо конвертировать из метров в градусы (0.00001; см. ниже). Значения коэффициента для конвертации в градусы являются приближением.

Коэффициент преобразования между футами и метрами.

Коэффициент преобразования между футами и метрами.
От	К
	Футы	Метры
Футы	1	0.3048
Метры	3.28084	1

Чтобы применить вертикальный масштаб, вы должны умножить коэффициент конвертации на коэффициент масштаба. К примеру, если z-значениями и координатами набора данных являются метры, и вы хотите применить вертикальный масштаб, равный 10, коэффициент для преобразования единиц будет равен коэффициенту конвертации (1 из таблицы), умноженному на коэффициент вертикального масштаба (10), т.е. коэффициент Z составит 10. Другой пример: если значения z - метры, а набор данных хранится в градусах, вам понадобится умножить коэффициент преобразования единиц (0.00001) на 10 - и получить 0.0001.

Кэш

Визуализация набора данных LAS может оказаться ресурсоемкой. При отключенном кэшировании, отображение некоторых поверхностей может занять несколько минут. Построение кэша происходит в следующих случаях:

При просмотре набора данных мозаики, где набор данных LAS используется для генерирования мозаичного изображения;
При построении обзорных изображений.
При работе инструмента Синхронизировать набор данных мозаики со включенной опцией Построить кэш элементов.

Обновление кэша происходит, когда:

Произошло обновление входных данных.
Кэш удален или отсутствует.
Параметры функции установлены так, что определена поверхность, отличная от той, для которой был построен кэш (например, используется другой Тип возвращаемых значений (Return type)).

Отзыв по этому разделу?