Alur kerja yang tepat untuk konversi LAS ke DEM

35

Saya secara teratur menemukan file LiDAR (.LAS) dengan data ketinggian. Ketika saya melakukannya, saya selalu berjuang untuk menemukan cara untuk mengubahnya menjadi DEM untuk analisis hidrologi. Saya telah mengembangkan beberapa alur kerja, dan meskipun biasanya (tetapi tidak selalu!) Menghasilkan apa yang saya butuhkan, mereka tampaknya tidak terlalu dioptimalkan. Juga, saya ingin memiliki satu alur kerja yang dapat saya andalkan, dan tidak harus mencoba tiga yang berbeda setiap waktu.

Ini adalah alur kerja saya saat ini:

FME :

Pembaca LAS -> PointCloudCombiner -> RasterDEMGenerator -> Geotiff writer. (waktu referensi 5 menit).

ArcMap :

  1. LAS ke multipoint -> Multipoint ke Terrain -> Terrain to raster (10 mnt).
  2. LAS ke multipoint -> Buat TIN (karena Topo ke raster tidak dapat membaca nilai Point.Z) -> TIN ke raster (15 mnt).
  3. Buat dataset Mosaik baru dan tambahkan LAS sebagai raster. Ekspor ke ESRI GRID.

LAStools :

LAStoTXT -> Buat layer acara XY -> Ke Shapefile -> Topo ke raster (3-4 jam)

Saya juga tahu tentang dataset LAS ke raster dan dataset LAS ke TIN dll, tetapi mereka biasanya tidak akan mengenali file LAS saya. Dari apa yang saya mengerti # 1 di Arcmap adalah metode yang disukai ESRI (?).

Yang saya inginkan adalah raster yang benar secara hidrologi yang dapat saya gunakan untuk analisis lebih lanjut. Apa yang akan kamu gunakan?

Saya memiliki akses ke ArcGIS Standard 10.1 (segera 10.2), analis 3D, analis spasial. Solusi opensource dipersilahkan serta scripting jika perlu (Python).

Martin
sumber
2
Lihat juga: gis.stackexchange.com/questions/13618/…
Antonio Falciano
Apakah Anda mencoba LAStools LASGRID? Menggunakan LAStoTXT dan membuat layer acara tidak terdengar benar. Karena LAStoTXT menghasilkan file txt ASCII - Anda harus menggunakan alat toolbox ASCII ke RASTER untuk membuat raster. Atau Anda bisa mencoba LASGRID untuk beralih dari LAS langsung ke raster. Itu akan memberi Anda DEM LiDAR dari mana Anda dapat menghasilkan kontur dan menggunakannya sebagai input ke alat TopoToRaster. Sedangkan untuk analisis Hidrologi, Anda tidak menguraikan tetapi saya tidak yakin LiDAR saja cocok. Anda perlu mensurvei stream dan membakarnya ke dalam raster, melegalkan, mengurangi kebisingan, dll.
Jakub Sisak GeoGraphics
Saya harus memeriksa alat itu. Saya punya stream, danau, tenggelam dll, tapi itu untuk diproses nanti. Pada tahap ini saya hanya mencari metode untuk beralih dari file LAS ke DEM dengan cara yang tidak terlalu memakan waktu dan menghasilkan model elevasi yang bermanfaat.
Martin
Dengan LAStools Anda harus menggunakan las2dem atau blast2dem.
fionag11

Jawaban:

14

Saat mengonversi dataset LiDAR ke DEM, Anda mengambil satu set titik data diskrit dan mengubahnya menjadi satu, dataset berkelanjutan. Katakanlah file .las Anda berisi nilai X (garis lintang), Y (garis bujur) dan Z (ketinggian) dengan resolusi rata-rata ~ 1 meter. Resolusi di sini sangat penting - kita hanya berbicara tentang rata-rata dan kita tidak akan menemukan resolusi ~ 1 meter di seluruh dataset. Sebagai gantinya kita akan menemukan nilai-nilai yang termasuk dalam perkiraan 'rata-rata' dari resolusi itu. Jadi, Anda mengambil titik-titik ini dan mengubahnya menjadi DEM raster, atau mungkin TIN. Nilai X dan Y akan melihat distorsi minimum, tetapi Anda akan melihat bahwa nilai Z Anda mungkin tidak seperti yang Anda harapkan. Ini karena komputer tidak t tahu apa nilai Z yang benar dalam sel yang tidak jatuh pada salah satu poin LiDAR Anda. Di antara titik LiDAR, algoritma interpolasi telah diterapkan untuk memperkirakan nilai Z yang masuk akal. Memilih metode interpolasi yang benar relatif terhadap tujuan analisis Anda adalah bagian penting dari beralih dari LiDAR ke DEM. Mengatur resolusi yang tepat pada output DEM itu penting - selalu atur resolusi yang lebih rendah daripada resolusi dataset LiDAR Anda. Jadi untuk resolusi ~ 1 meter saya akan menetapkan resolusi 3 meter untuk DEM, dalam upaya untuk meminimalkan distorsi. Mengatur resolusi yang tepat pada output DEM itu penting - selalu atur resolusi yang lebih rendah daripada resolusi dataset LiDAR Anda. Jadi untuk resolusi ~ 1 meter saya akan menetapkan resolusi 3 meter untuk DEM, dalam upaya untuk meminimalkan distorsi. Mengatur resolusi yang tepat pada output DEM itu penting - selalu atur resolusi yang lebih rendah daripada resolusi dataset LiDAR Anda. Jadi untuk resolusi ~ 1 meter saya akan menetapkan resolusi 3 meter untuk DEM, dalam upaya untuk meminimalkan distorsi.

Saya memiliki pengalaman mempelajari tanah longsor dan aliran puing dengan DEM yang berasal dari LiDAR. Tanah longsor dan aliran debris adalah fitur yang sangat linier yang terjadi di dekat fitur linear lainnya dalam topografi. Jadi ketika saya mengkonversi dari LiDAR ke DEM, saya ingin metode interpolasi yang paling menonjolkan fitur linear. Ini kebetulan merupakan TIN (Triangulated Irregular Network). Anda mengatakan bahwa Anda bertujuan melakukan analisis hidrologi. Mungkin Anda harus mencoba metode interpolasi spline untuk membangun DEM Anda. Karya interpolasi Spline menggambar garis kontinu, tumpang tindih melalui semua titik data Anda untuk membuat permukaan raster yang sangat halus. Identifikasi wastafel Anda, isi, menggambar kontur, ulangi.

Ini sedikit mengoceh, tapi yang saya coba dapatkan di sini adalah sepertinya saya menanyakan pertanyaan yang salah. Alih-alih meminta alur kerja perangkat lunak yang harus Anda gunakan untuk membangun DEM yang benar secara hidrologi, Anda harus bertanya metode interpolasi apa yang digunakan. Jika saya jadi Anda, saya akan mencoba metode interpolasi spline.

Dalam hal perangkat lunak, pemrosesan data LiDAR adalah waaay CPU / RAM intensif. Jika Anda memiliki RAM> 6 GB, saya akan merekomendasikan GRASS GIS. Mereka punya perangkat lunak pengolah LiDAR terbaik yang pernah saya gunakan (ini FOSS), tetapi Anda harus melakukan alokasi memori. Kalau tidak, saya akan merekomendasikan tetap dengan ArcGIS. Mereka punya beberapa dokumentasi yang bagus tentang bagaimana melakukan apa yang ingin Anda lakukan di situs web mereka.

asonnenschein
sumber
Saya harus mencoba metode interpolasi lain. Saya memiliki 40 GB RAM di komputer saya, tetapi saya tidak berpengalaman dalam bisnis alokasi memori. ArcMap agak lambat dalam memproses dataset las besar (saya biasanya memiliki 50-100 juta poin tanpa filter), jadi mungkin masih layak untuk dicoba.
Martin
3
Jika Anda memiliki 40 GB RAM di PC Anda, maka Anda bahkan tidak perlu khawatir tentang mengutak-atik alokasi memori saat menggunakan GRASS. Berikut adalah panduan hebat untuk berurusan dengan poin LiDAR di GRASS: grasswiki.osgeo.org/wiki/LIDAR . Yang saya sukai tentang perangkat lunak ini adalah ia memberi Anda kendali penuh atas setiap langkah pemrosesan data, tidak seperti perangkat lunak berpemilik lainnya yang membuat banyak keputusan umum untuk Anda, di belakang layar.
asonnenschein
Jawaban yang sangat bagus. Membawa ke depan perbedaan antara resolusi sensor (jarak titik lidar) dan resolusi permukaan sangat bagus. Namun untuk tujuan hidrologi interpolasi ToopoToRaster jauh lebih unggul daripada metode spline. Jika Anda tidak memiliki atau menginginkan alat Esri, buka sumbernya dan dapatkan ANUDEM ( gis.stackexchange.com/a/131870/108 ).
matt wilkie
Jika Anda menggunakan metode selain TopoToRaster (yang dirancang untuk kontur daripada data lidar jadi tidak yakin apakah itu sesuai?), Anda harus melakukan beberapa pengisian / pembobolan lubang pasca-pemrosesan pada DEM Anda untuk memastikan kebenaran hidrologi. Anda dapat melakukan ini menggunakan Whitebox GAT (alat yang sangat baik tetapi gagal pada dataset besar), Taudem, ekstensi bebas ArcHydro ke ArcGIS, SAGA, atau Grass r.hydrodem. Semua ini adalah open source. Saya merekomendasikan Grass atau Taudem untuk dataset besar.
fionag11
0

Jika Anda hanya perlu melakukan ini satu kali, Anda mungkin ingin mempertimbangkan untuk mengunduh evaluasi MARS selama 30 hari , oleh Merrick & Company. Paket perangkat lunak lengkap cukup mahal ($ 11995), tapi saya pikir dengan perangkat lunak evaluasi, Anda bisa menggunakan dataset badan air yang sudah ada untuk menegakkan ketinggian konstan di sekitar poligon.

Keputihan Mink
sumber
Itu memang harga yang lumayan! Saya melakukan ini sesekali, jadi cobaan tidak akan melakukan trik, saya khawatir. Namun, saya harus mengunduhnya dan melihat apa yang dapat dilakukannya!
Martin