powrót

Jagoda Pietrzak

Triatlon dwóch aplikacji

Ocena przydatności oprogramowania LAStools do przetwarzania danych z lotniczego skaningu laserowego (ALS), cz. II

W poprzedniej części artykułu (GEODETA 9/2013) poznaliśmy bogate narzędzia oferowane przez LAStools do przetwarzania danych ALS. Teraz przekonajmy się, jak sprawdzają się one w praktyce na przykładzie generowania numerycznych modeli terenu.

Oceny dokonano przez porównanie z komercyjnym pakietem Terra­Solid, który można uznać za narzędzie wyznaczające standard w przetwarzaniu danych ALS. Jego moduł do postprocessingu – TerraScan – daje bardzo dobre rezultaty filtracji i klasyfikacji chmury punktów, wymaga jednak znaczącego i czasochłonnego udziału doświadczonego operatora. Ponadto do pracy z nim konieczny jest program MicroStation.

Narzędziem LAStools do filtracji odbić gruntu jest LASground (opisany w I częś­ci artykułu). Z uwagi na szerokie zastosowanie NMT i związane z tym różnorodne wymagania dla tych danych badanie ukierunkowano na pozyskanie modelu właściwego do tworzenia ortofotomapy. Za powierzchnię terenu uznano więc zewnętrzne powierzchnie gleb, skał, nawierzchnie sztuczne, budowle ziemne, ale pomija się obiekty wystające nad teren (budynki, drzewa, mosty, wiadukty). Dyskusyjne przypadki oceniane były pod kątem wykorzystania do ortofotomapy. Na przykład za prawidłową uznano klasyfikację szyn, nasypów, nawierzchni peronów itp. jako gruntu.

W obydwu programach przeprowadzono filtracje z różnymi parametrami dla trzech obszarów testowych. W pierwszej kolejności sprawdzano możliwości filtracji z zastosowaniem domyślnych ustawień. Pozwala to przynajmniej częściowo ocenić możliwość przeprowadzenia tego procesu bez dodatkowej ingerencji oraz poziom zaufania, z jakim należy przyjmować uzyskane w ten sposób wyniki.

Gdy wyniki były niezadowalające, modyfikowano parametry skryptu w kierunku uzyskania filtracji możliwie najbliższej rzeczywistości. Dla każdej z aplikacji wybrano wyniki najbardziej zadowalające. Najlepiej przefiltrowane chmury (po jednej z LASground i Terra­Scan) wczytywano następnie do Terra­Scan, punkty gruntu z każdej z nich przenoszono do osobnej nowej klasy i oznaczano odrębnym kolorem. Dzięki temu możliwe było wizualne rozróżnienie klas gruntu z dwóch różnych plików. Następnie analizowano cały obszar, by odnaleźć fragmenty, gdzie występujące struktury zostały sklasyfikowane odmiennie.

Do badania wykorzystano dane z terytorium Polski i Finlandii. Chmura dla naszego kraju pochodziła z eksperymentalnego nalotu sprawdzającego przydatność ALS dla potrzeb inwentaryzacji infrastruktury kolejowej, wykonanego w 2010 r. na zamówienie Wydziału Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska AGH. Charakterystyczne dla tych danych było występowanie wąskiego nasypu w części linii kolejowej, licznych mostów, wiaduktów i przepustów oraz innych elementów infrastruktury kolejowej. Wykorzystano chmurę pozyskaną z wysokości 300 m o średniej gęstości 17 pkt/m². Do testów wybrano fragment o powierzchni ok. 0,5 km² składający się z 12 mln pkt o gęstości około 21 pkt/m².

Drugim źródłem danych były zasoby Fińskiego Urzędu Geodezji (NLS) dostępne bezpłatnie od 1 maja 2012 r. Skany podzielone na kafelki o boku 3 km pobrano z serwisu tiedostopalvelu.maanmittauslaitos.fi w plikach LAZ. Wybrano z nich dwa obszary testowe. Pierwszy to fragment Helsinek z regularną zabudową miejską, przemysłową zabudową nadbrzeża portowego, długimi mostami oraz niewielkim terenem zielonym. Drugi pochodzi z Parku Narodowego Nuuksio i pokryty jest prawie w całości lasem. Minimalna gęstość punktów skanów z NLS wynosi 0,5 pkt/m², a dla wybranych do testu obszarów – 0,76 pkt/m² (Helsinki) i 0,88 pkt/m² (Nuuksio)...

Pełna treść artykułu w październikowym wydaniu GEODETY

powrót