Flujo de trabajo adecuado para la conversión de LAS a DEM

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Regularmente me encuentro con archivos LiDAR (.LAS) con datos de elevación. Cuando lo hago, siempre lucho por encontrar una manera de convertirlos en un DEM para el análisis hidrológico. He desarrollado varios flujos de trabajo, e incluso si generalmente (¡pero no siempre!) Generan lo que necesito, no parecen muy optimizados. Además, me gustaría tener un flujo de trabajo en el que pueda confiar, y no tener que probar tres diferentes cada vez.

Estos son mis flujos de trabajo actuales:

FME :

Lector LAS -> PointCloudCombiner -> RasterDEMGenerator -> Escritor Geotiff. (tiempo de referencia 5 min).

ArcMap :

  1. LAS a multipunto -> Multipunto a terreno -> Terreno a ráster (10 min).
  2. LAS a multipunto -> Crear TIN (ya que Topo a ráster no puede leer los valores de Point.Z) -> TIN a ráster (15 min).
  3. Cree un nuevo dataset de mosaico y agregue LAS como ráster. Exportar a ESRI GRID.

LAStools :

LAStoTXT -> Crear capa de evento XY -> To Shapefile -> Topo to raster (3-4 hrs)

También conozco el conjunto de datos LAS a ráster y el conjunto de datos LAS a TIN , etc., pero generalmente no reconocen mis archivos LAS. Por lo que entiendo # 1 en Arcmap es el método preferido de ESRI (?).

Todo lo que quiero es una trama hidrológicamente correcta que pueda usar para un análisis más detallado. ¿Qué usarías?

Tengo acceso a ArcGIS Standard 10.1 (pronto 10.2), analista 3D, analista espacial. Las soluciones de código abierto son bienvenidas, así como las secuencias de comandos si es necesario (Python).

Martín
fuente
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Ver también: gis.stackexchange.com/questions/13618/…
Antonio Falciano
¿Probaste LAStools LASGRID? Usar LAStoTXT y crear una capa de evento simplemente no suena bien. Dado que LAStoTXT produce un archivo txt ASCII, debe usar la herramienta de caja de herramientas ASCII a RASTER para crear un ráster. Alternativamente, puede probar LASGRID para pasar de LAS directamente a ráster. Eso le dará el DEM LiDAR desde el cual puede generar contornos y usarlos como entrada en la herramienta TopoToRaster. En cuanto al análisis hidrológico, no elabora, pero no estoy convencido de que LiDAR solo sea adecuado. Debe inspeccionar las transmisiones y grabarlas en la trama, genralizar, reducir el ruido, etc.
Jakub Sisak GeoGraphics
Debería revisar esa herramienta. Tengo corrientes, lagos, sumideros, etc., pero eso es para el procesamiento posterior. En esta etapa, solo estoy buscando un método para pasar de los archivos LAS a un DEM de una manera que no requiera demasiado tiempo y produzca un modelo de elevación útil.
Martin
Con LAStools debería usar las2dem o blast2dem.
fionag11

Respuestas:

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Al convertir un conjunto de datos LiDAR a un DEM, está tomando un conjunto de puntos de datos discretos y convirtiéndolos en un único conjunto de datos continuo. Digamos que su archivo .las contiene valores X (latitud), Y (longitud) y Z (elevación) con una resolución promedio de ~ 1 metros. La resolución aquí es realmente importante: solo estamos hablando de un promedio, por lo que difícilmente encontraremos esa resolución de ~ 1 metro en todo el conjunto de datos. En su lugar, encontraremos valores que se encuentran dentro de una estimación aproximada de esa resolución. Entonces, toma estos puntos y los convierte en un DEM ráster, o tal vez un TIN. Los valores X e Y deberían ver una distorsión mínima, pero notarás que tus valores Z podrían no ser lo que esperabas. Esto se debe a que la computadora no No sé cuáles son los valores correctos de Z en las celdas que no se encuentran en uno de sus puntos LiDAR. Entre los puntos LiDAR, se ha aplicado un algoritmo de interpolación para estimar cuáles podrían ser los valores Z razonables. Elegir el método de interpolación correcto en relación con los objetivos de su análisis es una parte crucial para pasar de LiDAR a DEM. Establecer la resolución adecuada en esa salida DEM es importante: siempre establezca una resolución más baja que la resolución de su conjunto de datos LiDAR. Entonces, para una resolución de ~ 1 metro, establecería una resolución de 3 metros para el DEM, en un esfuerzo por minimizar la distorsión. Establecer la resolución adecuada en esa salida DEM es importante: siempre establezca una resolución más baja que la resolución de su conjunto de datos LiDAR. Entonces, para una resolución de ~ 1 metro, establecería una resolución de 3 metros para el DEM, en un esfuerzo por minimizar la distorsión. Establecer la resolución adecuada en esa salida DEM es importante: siempre establezca una resolución más baja que la resolución de su conjunto de datos LiDAR. Entonces, para una resolución de ~ 1 metro, establecería una resolución de 3 metros para el DEM, en un esfuerzo por minimizar la distorsión.

Tengo experiencia estudiando deslizamientos de tierra y flujos de escombros con DEM derivados de LiDAR. Los deslizamientos de tierra y los flujos de escombros son características muy lineales que ocurren cerca de otras características lineales en la topografía. Entonces, cuando convierto de LiDAR a DEM, quiero un método de interpolación que acentúe mejor las características lineales. Esto pasa a ser un TIN (Red Irregular Triangulada). Dices que pretendes hacer un análisis hidrológico. Tal vez deberías probar un método de interpolación spline para construir tu DEM. Las operaciones de interpolación de splines están dibujando líneas continuas y superpuestas a través de todos sus puntos de datos para crear una superficie de trama muy suave. Identifica tus sumideros, llénalos, dibuja conteos, repite.

Esto es un poco divagante, pero lo que estoy tratando de hacer aquí es que me parece que estás haciendo la pregunta equivocada. En lugar de pedir un flujo de trabajo de software que debería usar para construir un DEM hidrológicamente correcto, debería preguntarse qué método de interpolación usar. Si yo fuera usted, probaría un método de interpolación spline.

En términos de software, el procesamiento de datos LiDAR requiere mucho CPU / RAM. Si tiene> 6 GB de RAM, recomendaría GRASS GIS. Tienen el mejor software de procesamiento LiDAR que he usado (es FOSS), pero tienes que hacer una asignación de memoria. De lo contrario, recomendaría seguir con ArcGIS. Tienen una excelente documentación sobre cómo hacer lo que quieres hacer en su sitio web.

Asonnenschein
fuente
Debería probar otro método de interpolación. Tengo 40 GB de RAM en mi computadora, pero no tengo experiencia en el negocio de asignación de memoria. Sin embargo, ArcMap es un poco lento en el procesamiento de grandes conjuntos de datos las (por lo general, tengo 50-100 millones de puntos sin filtrar), por lo que podría valer la pena echarle un vistazo.
Martin
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Si tiene 40 GB de RAM en su PC, entonces ni siquiera debería preocuparse por jugar con la asignación de memoria al usar GRASS. Aquí hay una gran guía para lidiar con los puntos LiDAR en GRASS: grasswiki.osgeo.org/wiki/LIDAR . Lo que me gusta de este software es que le brinda un control total de cada paso del procesamiento de datos, a diferencia de otro software propietario que toma muchas decisiones generalizadas para usted, detrás de escena.
asonnenschein
Excelente respuesta Presentar la distinción entre la resolución del sensor (espaciado del punto LIDAR) y la resolución de la superficie es excelente. Sin embargo, para fines hidrológicos, la interpolación ToopoToRaster es muy superior a los métodos de spline. Si no tiene o quiere herramientas Esri, vaya a la fuente y obtenga ANUDEM ( gis.stackexchange.com/a/131870/108 ).
Matt Wilkie
Si utiliza un método diferente al TopoToRaster (que está diseñado para el contorno en lugar de los datos LIDAR, ¿no está seguro de si es apropiado?), Debe realizar un llenado / ruptura del pozo después del procesamiento en su DEM para garantizar la corrección hidrológica. Puede hacerlo utilizando Whitebox GAT (excelentes herramientas pero falla en grandes conjuntos de datos), Taudem, ArcHydro, extensión gratuita a ArcGIS, SAGA o Grass r.hydrodem. Todos estos son de código abierto. Recomiendo Grass o Taudem para grandes conjuntos de datos.
fionag11
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Si solo tiene que hacer esto una vez, puede considerar descargar la evaluación de 30 días de MARS , por Merrick & Company. El paquete de software completo es bastante costoso ($ 11995), pero creo que con el software de evaluación, podría usar un conjunto de datos de cuerpos de agua ya existentes para imponer una elevación constante alrededor de los polígonos.

Visón blanquecino
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¡Ese fue de hecho un precio considerable! Hago esto de vez en cuando, así que me temo que una prueba no funcionará. Sin embargo, ¡debería descargarlo de todos modos y ver qué puede hacer!
Martin