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LiDAR 데이터가 있습니다. 이제 어떻게해야합니까?

David Mckittrick이 최근 발행 한 매우 흥미로운 기사에서 GIS에서 LiDAR로 작업하는 것과 관련된 기술에 대한 적절한 지식의 의미와 획득 된 데이터의 처리를 지원하는 도구로서 Global Mapper를 언급했습니다.

기사를 읽은 후 잠시 동안 플레이하기 위해 Global Mapper를 다운로드했으며, xyz 텍스트 파일에서 디지털 지형 모델을 만드는 것이 매우 실용적이며 우리가 알고있는 도구의 실용성을 유지하고 있음을 인정해야합니다. 오늘날 LiDAR 데이터에 대한 액세스가 훨씬 더 저렴 해지고있는 상황에서 이러한 데이터로 작업 할 때 고려해야 할 측면을 살펴보고 Global Mapper가 잘하는 일을 언급하는 것은 나쁘지 않습니다. 내가 주장하는 것은 내가 테스트 한 것에 놀랐습니다. 새로운 얼굴로 프로그램은 데이터를 열고 미리 구성된 제안에 표시하는 단순성을 유지합니다.

요 전에 Geofumadas 테이블에서 Don H의 눈에서 볼 수있었습니다.내 멘토 중 한 명– 드론 입찰자가 제안한 그의 눈에서 당황스러운 빛; 지적 데이터를 업데이트하는 응용 프로그램이었습니다. 나는 클라우드에서 그것을 다운로드해야 했고 대부분의 개발도상국에서 이러한 기술의 지속 가능성을 위한 최소 조건이 없음을 상기시켜야 했습니다. 결국 우리는 기능적으로 무엇이 가능한지에 대한 합의에 도달했습니다. 몇 년 전 이 기술의 중단은 미국의 특정 정부 기관에 큰 감동을 주었고 이제는 히스패닉 컨텍스트를 가진 다른 국가로 이전되고 있으며, 이는 응용 프로그램의 "파도를 타는" 욕구에 들어갈 수 있습니다. 새로운 기술. , 데이터를 캡처하지만 실제로 무엇을 해야할지 모릅니다.

프로젝트에서 LiDAR 사용에 필요한 비용을 고려하면 방대한 데이터 수집 (특히 '포인트 클라우드 수집'이라고 말하면)을 시작하는 데 필요한 사항을 고려할 때 이것이 중요하다는 것을 알 수 있습니다. 그 사용이 우리에게 효과적인 결과를 제공하고 시간을 크게 절약 할 수 있음을 인식하면서. 적절하게 사용되는 LiDAR 데이터는 우리가 전통적인 매핑 관행을 통해 달성 한 것과는 매우 다른 방식으로 세상을 인식 할 수있게합니다. 이제 3D 형식을 사용하여 실제 비전을 얻을 수 있으며 새로운 분석 기술이 개발 된 데이터와 상호 작용할 수도 있습니다.

LiDAR 란 무엇인가?

David는 매우 적절하게 말합니다 : "LiDAR 데이터는 제품이 아니라 원료입니다."이것은 우리의 의견으로는이 주제를 이해하는 첫 번째 핵심 개념을 수립합니다. 사실, 데이터를 얻는 것은 적절한 처리 후에 다양한 입체 모델을 얻을 수있는 입력입니다.

그러나 더 명확하게하려면 LiDAR 데이터의 기본 구조와 특성에 대해 다시 돌아가 기억해야합니다. LiDAR (Light and Range Detection의 약자)은 3D 도트의 벡터 형식입니다. 각 파일 또는 LiDAR 데이터 세트는 일반적으로 수백만 또는 수십억 개의 밀접하게 간격을두고 무작위로 분산 된 포인트를 포함합니다. 그들 사이의 간격은 데이터 수집 방법에 따라 다릅니다.

공개적으로 이용 가능한 LiDAR 데이터는 주로 레이저 전송 및 수신 기술을 사용하는 항공기 플랫폼을 통해 정확한 위치 및 네비게이션 시스템의 사용과 함께 수집되었습니다. 각각의 포인트에서, 반사 된 레이저 펄스의 송신 및 수신 사이의 계산 된 시간차로부터 유도 된 x, y, z 값이 귀납된다.

천천히 날아가는 비행기는 더 높은 고도에서 더 빨리 날아가는 비행기보다 더 많은 간격으로 구름을 만듭니다. 항공기 또는 드론에서 사용하는 센서 및 데이터 처리 방법에 따라 색상 값, 반사 강도 및 펄스 당 리턴 수를 시각화 및 분석을위한 추가 속성으로 포함 할 수 있습니다.

LiDAR 데이터로 수행 할 수있는 작업

LiDAR 데이터가 3D 모델을 생성하는 변환을 분명히하고있는 상태에서, 우리는 DEM (Digital Elevation Model)의 생성 또는 매트릭스의 기하학적 패턴에서 파생 된 3D 벡터 객체의 자동 생성 / 추출에 대해 이야기하고 있습니다. 포인트. 점의 구름의 표현을 수정하여 다른 유형의 표면 중에서 다른 유형의 표면, 지표면에 대한 점의 높이 또는 점의 밀도의 변화를 나타내는 의미있는 정보를 얻을 수도 있습니다.

 

LiDAR 데이터 편집 및 필터링

일반적으로 얻은 데이터 파일에는 필요한 것보다 훨씬 많은 포인트가 포함되어 있습니다. 따라서 포인트 클라우드 필터링 프로세스를 사용하기 전에 레이어 메타 데이터를 면밀히 조사하는 것이 바람직합니다. 얻어진 통계 요약은 클라우드의 특성에 관한 필요한 정보를 제공 할 것이고 이는 필터링 프로세스에 대한 적절한 의사 결정을 제안 할 것이다.

LiDAR 데이터의 품질 향상

불필요한 포인트를 제거한 후, 다음 단계는 초기에 분류되지 않은 토지를 찾아 재 분류하는 것입니다. 즉, 우리는 날짜를 조정해야합니다. 이것은 좋은 해상도 DEM을 생성하기 위해 매우 중요합니다.
여기서 우리는 적절한 데이터 필터링 프로세스를 수행 할 수 있는지, 그리고 동일한 데이터 필터링 프로세스를 다시 분류 할 수 있는지 고려합니다. 겉으로보기에 기계적 절차는 모두 얻을 수있는 결과에 결정적으로 중요합니다.

이 Global Mapper는 정말 잘합니다. 적어도 편집 및 필터링 단계에서. 그러나 노이즈를 유발하는 점을 제거함으로써 반드시 유용하지는 않은 표면으로 분류 된 데이터가 있다는 점을 명심해야합니다. Global Mapper를 통해 프로젝트 영역의 지리적 범위를 벗어난 지점을 적절하게 제거 할 수있을뿐만 아니라 응용 프로그램에 수많은 필터링 옵션이 있으므로 특성에 따라 필요하지 않은 지점도 적절하게 제거 할 수 있습니다.
이제 날짜의 조정에 대해 이야기합시다. Global Mapper에는 데이터가 자동으로 분류되고 잠재적으로 유용한 데이터가 손실되지 않도록 처음에 토지 포인트가 재 분류되지 않는 여러 가지 통합 절차가 포함되어 있습니다. 이렇게하면 더 높은 해상도의 DEM을 만드는 데 사용할 수있는 상대적인 비율을 높일 수 있습니다.

허리케인 전후의 데이터로 작업 한 예입니다. 분명히 위자드가 없어도 소프트웨어는 워크 플로우에서 새로운 모델을 얻고, 모델링하고, 필터링하고, 생성하는 기능을 거의 제안했습니다.

다른 자동 분류 프로세스는 피쳐 추출 프로세스의 첫 번째 단계 인 건물, 나무 및 유틸리티 케이블을 감지하고 재 분류 할 수 있습니다.

디지털 고도 모델 생성

3D 분석 절차를 수행하려면 대부분의 경우 LiDAR 포인트 클라우드가 효과적인 데이터 여야합니다. 소위 '격자'프로세스를 사용하여 배열의 각 점 (일반적으로 높이 값)과 연관된 값이 단단한 3D 모델을 생성하기위한 기초로 사용됩니다. 이 모델은 지형 (디지털 지형 모델) 또는지면 위의 포리스트 덮개 (디지털 서피스 모델) 만 나타낼 수 있습니다. 이 둘 사이의 구별은 표면을 생성하는 데 사용되는 점의 필터링 및 선택에서 파생됩니다.

주된 목적은 DTM (Digital Terrain Model)의 생성이라는 LiDAR 사용자의 대다수를 고려한다면, Global Mapper는 대량 계산을 포함하여 충분한 지형 분석 도구 모음을 제공합니다. 잘라 내기 및 채우기 최적화; 등고선 생성; 유역 묘사; 그리고 시야 분석.

속성 추출하기

밀도가 높은 포인트 클라우드에서 더 많은 데이터 가용성을 생성 할 수 있다는 것은 LiDAR 데이터를 처리하는 새로운 방법으로 향하는 새로운 경로를 정의합니다. 인접한 점의 기하학적 구조에서 패턴을 분석하면 XNUMX 차원 다각형으로 표현되는 구성된 모델의 윤곽을 그릴 수 있습니다. 지상을 통과하는 전력선 또는 케이블은 XNUMX 차원 선으로 표현됩니다. 높은 식생으로 분류 된 점의 집합 적 구조에서 파생 된 나무 점. Global Mapper의 벡터 추출 도구에는 사전 정의 된 경로에 수직 인 일련의 프로파일 뷰를 따라 3D 선 및 다각형을 생성 할 수있는 사용자 정의 추출 옵션이 포함되어 있습니다. 이 도구는 거리의 보도 가장자리와 같이 길쭉한 구조의 정확한 3 차원 모델을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

데이비드의 결론은 분명합니다. LiDAR로 작업 할 때 데이터를 갖는 것이 전부는 아닙니다. 실용적인 방식으로 처리 할 수있는 도구가 있으면이 기술의 사용이 향상됩니다.

마지막으로이 애플리케이션이 2011에 있다는 것을 알게 된 것은 궁금합니다. 11 버전 사용. 나는 이미 LiDAR로 작업을하고 있었지만 자원 소비가 다소 우울했습니다. 버전 13 그 능력이 약간 향상되었습니다. 이 버전 18은 LiDAR 데이터를 작동하는 데 필요한 거의 모든 작업을 수행하는 가장 저렴한 소프트웨어 대안 중 하나 인 것처럼 보이므로 다운로드 및 테스트의 문제입니다.

글로벌 매퍼

골지 알바레즈

토지 관리 모델의 작가, 연구원, 전문가. 그는 다음과 같은 모델의 개념화 및 구현에 참여했습니다. 온두라스의 국가 재산 관리 시스템 SINAP, 온두라스의 공동 지자체 관리 모델, 니카라과의 통합 지적 관리 모델, 콜롬비아의 영토 SAT 관리 시스템 . 2007년부터 Geofumadas 지식 블로그의 편집자이자 GIS - CAD - BIM - 디지털 트윈 주제에 대한 100개 이상의 과정을 포함하는 AulaGEO Academy의 창시자입니다.

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