Richtiger Workflow für die Konvertierung von LAS in DEM

35

Ich stoße regelmäßig auf LiDAR-Dateien (.LAS) mit Höhendaten. Dabei bemühe ich mich immer, eine Möglichkeit zu finden, sie für hydrologische Analysen in ein DEM umzuwandeln. Ich habe mehrere Workflows entwickelt, und auch wenn sie normalerweise (aber nicht immer!) Das ausgeben, was ich brauche, scheinen sie nicht sehr optimiert zu sein. Außerdem möchte ich einen Workflow haben, auf den ich mich verlassen kann, und nicht jedes Mal drei verschiedene ausprobieren müssen.

Dies sind meine aktuellen Workflows:

FME :

LAS reader -> PointCloudCombiner -> RasterDEMGenerator -> Geotiff writer. (Referenzzeit 5 min).

ArcMap :

  1. LAS zu Multipoint -> Multipoint zu Terrain -> Terrain zu Raster (10 min).
  2. LAS zu Multipoint -> TIN erstellen (da Topo zu Raster keine Point.Z-Werte lesen kann) -> TIN zu Raster (15 min).
  3. Erstellen Sie ein neues Mosaik-Dataset und fügen Sie LAS als Raster hinzu. Export nach ESRI GRID.

LAStools :

LAStoTXT -> XY-Ereignisebene erstellen -> In Shapefile -> Topo in Raster (3-4 Std.)

Ich kenne auch das LAS-Dataset für Raster und das LAS-Dataset für TIN usw., aber normalerweise werden meine LAS-Dateien nicht erkannt. Soweit ich weiß, ist # 1 in Arcmap die von ESRI bevorzugte Methode (?).

Ich möchte nur ein hydrologisch korrektes Raster , das ich für die weitere Analyse verwenden kann. Was würdest du benutzen?

Ich habe Zugriff auf ArcGIS Standard 10.1 (bald 10.2), 3D-Analyst, Spatial-Analyst. OpenSource-Lösungen sind ebenso willkommen wie Skripte, falls erforderlich (Python).

Martin
quelle
2
Siehe auch: gis.stackexchange.com/questions/13618/…
Antonio Falciano
Haben Sie LAStools LASGRID ausprobiert? Die Verwendung von LAStoTXT und das Erstellen einer Ereignisebene klingt einfach nicht richtig. Da LAStoTXT eine ASCII-TXT-Datei erstellt, sollten Sie das Toolbox-Tool ASCII to RASTER verwenden, um ein Raster zu erstellen. Alternativ können Sie LASGRID verwenden, um von LAS direkt in das Raster zu wechseln. Dadurch erhalten Sie das LiDAR-DEM, aus dem Sie Konturen generieren und diese als Eingabe für das TopoToRaster-Tool verwenden können. Was die hydrologische Analyse anbelangt, werden Sie nicht näher darauf eingehen, aber ich bin nicht überzeugt, dass LiDAR allein geeignet ist. Sie müssen Streams untersuchen und in das Raster brennen, genralisieren, Rauschen reduzieren usw.
Jakub Sisak GeoGraphics
Ich sollte das Tool überprüfen. Ich habe Bäche, Seen, Waschbecken usw., aber das ist für die spätere Verarbeitung. In diesem Stadium suche ich nur nach einer Methode, um auf eine Weise von LAS-Dateien zu einem DEM zu wechseln, die nicht zu zeitaufwändig ist und ein nützliches Höhenmodell erzeugt.
Martin
Mit LAStools sollten Sie las2dem oder blast2dem verwenden.
fionag11

Antworten:

14

Wenn Sie ein LiDAR-Dataset in ein DEM konvertieren, nehmen Sie einen Satz diskreter Datenpunkte und konvertieren sie in ein einzelnes, kontinuierliches Dataset. Angenommen, Ihre .las-Datei enthält Werte für X (Breite), Y (Länge) und Z (Höhe) mit einer durchschnittlichen Auflösung von ~ 1 Metern. Die Auflösung hier ist wirklich wichtig - wir sprechen nur über einen Durchschnitt, und daher werden wir diese ~ 1-Meter-Auflösung im gesamten Datensatz kaum finden. Stattdessen werden wir Werte finden, die innerhalb eines Schätzwerts für diese Auflösung liegen. Nehmen Sie diese Punkte und konvertieren Sie sie in ein Raster-DEM oder ein TIN. X- und Y-Werte sollten eine minimale Verzerrung aufweisen, aber Sie werden feststellen, dass Ihre Z-Werte möglicherweise nicht Ihren Erwartungen entsprechen. Das liegt daran, dass der Computer nicht Sie wissen nicht, wie hoch die korrekten Z-Werte in Zellen sind, die nicht auf einen Ihrer LiDAR-Punkte fallen. Zwischen LiDAR-Punkten wurde ein Interpolationsalgorithmus angewendet, um die möglichen sinnvollen Z-Werte abzuschätzen. Die Wahl der richtigen Interpolationsmethode im Verhältnis zu den Zielen Ihrer Analyse ist ein entscheidender Schritt bei der Umstellung von LiDAR auf DEM. Das Einstellen der richtigen Auflösung für diesen DEM-Ausgang ist wichtig. Stellen Sie immer eine niedrigere Auflösung als die Auflösung Ihres LiDAR-Datensatzes ein. Für eine Auflösung von ~ 1 Meter würde ich eine Auflösung von 3 Metern für das DEM einstellen, um die Verzerrung zu minimieren. Das Einstellen der richtigen Auflösung für diesen DEM-Ausgang ist wichtig. Stellen Sie immer eine niedrigere Auflösung als die Auflösung Ihres LiDAR-Datensatzes ein. Für eine Auflösung von ~ 1 Meter würde ich eine Auflösung von 3 Metern für das DEM einstellen, um die Verzerrung zu minimieren. Das Einstellen der richtigen Auflösung für diesen DEM-Ausgang ist wichtig. Stellen Sie immer eine niedrigere Auflösung als die Auflösung Ihres LiDAR-Datensatzes ein. Für eine Auflösung von ~ 1 Meter würde ich eine Auflösung von 3 Metern für das DEM einstellen, um die Verzerrung zu minimieren.

Ich habe Erfahrung mit der Untersuchung von Erdrutschen und Trümmerflüssen mit aus LiDAR stammenden DEMs. Erdrutsche und Trümmerströme sind sehr lineare Merkmale, die in der Nähe anderer linearer Merkmale in der Topographie auftreten. Wenn ich also von LiDAR nach DEM konvertiere, möchte ich eine Interpolationsmethode, die lineare Merkmale am besten hervorhebt. Dies ist zufällig ein TIN (Triangulated Irregular Network). Sie sagen, dass Sie eine hydrologische Analyse anstreben. Vielleicht sollten Sie eine Spline-Interpolationsmethode ausprobieren, um Ihr DEM zu erstellen. Bei der Spline-Interpolation werden durchgehend überlappende Linien durch alle Datenpunkte gezogen, um eine sehr glatte Rasteroberfläche zu erstellen. Identifizieren Sie Ihre Waschbecken, füllen Sie sie, zeichnen Sie Countours, wiederholen Sie.

Dies ist ein bisschen wie ein Streifzug, aber ich versuche, hier anzukommen, dass es mir so scheint, als würden Sie die falsche Frage stellen. Anstatt nach einem Software-Workflow zu fragen, den Sie zum Erstellen eines hydrologisch korrekten DEM verwenden sollten, sollten Sie nach der zu verwendenden Interpolationsmethode fragen. Wenn ich Sie wäre, würde ich eine Spline-Interpolationsmethode ausprobieren.

In Bezug auf die Software ist die Verarbeitung von LiDAR-Daten sehr CPU- / RAM-intensiv. Wenn Sie> 6 GB RAM haben, würde ich GRASS GIS empfehlen. Sie haben die beste LiDAR-Verarbeitungssoftware, die ich je verwendet habe (es ist FOSS), aber Sie müssen einige Speicherzuweisungen vornehmen. Ansonsten würde ich empfehlen, bei ArcGIS zu bleiben. Sie haben einige großartige Dokumentationen, wie man das macht, was man auf ihrer Website machen will.

Asonnenschein
quelle
Ich sollte eine andere Interpolationsmethode ausprobieren. Ich habe 40 GB RAM auf meinem Computer, bin jedoch nicht mit der Speicherzuweisung vertraut. ArcMap ist jedoch bei der Verarbeitung großer Laserdatensätze etwas langsam (normalerweise habe ich 50 bis 100 Millionen ungefilterte Punkte), sodass es sich möglicherweise dennoch lohnt, es auszuprobieren.
Martin
3
Wenn Sie über 40 GB RAM auf Ihrem PC verfügen, sollten Sie sich bei der Verwendung von GRASS nicht einmal Gedanken über die Speicherzuweisung machen müssen. Hier ist eine großartige Anleitung zum Umgang mit LiDAR-Punkten in GRASS: grasswiki.osgeo.org/wiki/LIDAR . Was mir an dieser Software gefällt, ist, dass Sie die volle Kontrolle über jeden Schritt der Datenverarbeitung haben, im Gegensatz zu anderer proprietärer Software, die hinter den Kulissen viele allgemeine Entscheidungen für Sie trifft.
Asonnenschein
Hervorragende Antwort. Die Unterscheidung zwischen Sensorauflösung (Lidarpunktabstand) und Oberflächenauflösung ist großartig. Aus hydrologischen Gründen ist die ToopoToRaster-Interpolation jedoch Spline-Methoden weit überlegen. Wenn Sie keine Esri-Tools haben oder möchten, gehen Sie zum Quellcode und holen Sie sich ANUDEM ( gis.stackexchange.com/a/131870/108 ).
Matt Wilkie
Wenn Sie eine andere Methode als TopoToRaster verwenden (die eher für Konturdaten als für LIDAR-Daten ausgelegt ist, Sie sind sich also nicht sicher, ob dies angemessen ist?), Sollten Sie auf Ihrem DEM nachbearbeiten, um die hydrologische Korrektheit sicherzustellen. Sie können dies mit Whitebox GAT (hervorragende Tools, die bei großen Datenmengen jedoch nicht funktionieren), Taudem, der kostenlosen ArcHydro-Erweiterung für ArcGIS, SAGA oder Grass r.hydrodem tun. Alle diese sind Open Source. Ich empfehle Grass oder Taudem für große Datenmengen.
fionag11
0

Wenn Sie dies nur einmal tun müssen, können Sie die 30-Tage-Testversion von MARS von Merrick & Company herunterladen . Die vollständige Software-Suite ist recht teuer (11995 US-Dollar), aber ich denke, mit der Auswertungssoftware könnten Sie einen bereits vorhandenen Wasserkörper-Datensatz verwenden, um eine konstante Höhe um die Polygone zu erzwingen.

Weißlicher Nerz
quelle
Das war in der Tat ein saftiger Preis! Ich mache das ab und zu, also macht ein Versuch leider nicht den Trick. Allerdings sollte ich es trotzdem herunterladen und sehen, was es kann!
Martin