Erstellen von Intensitätsbildern aus LIDAR in ArcGIS

Die Intensität ist eine Maßeinheit, welche die Reflexionsstärke des Laserpulses (der den Punkt erzeugt) für jeden Punkt beschreibt. Sie basiert teilweise auf dem Reflexionsgrad des vom Laserpuls getroffenen Objekts. Die Intensität kann auch mit Begriffen wie "Amplitude des zurückgeworfenen Signals" oder "zurückgeworfene Intensität der Reflexion" beschrieben werden. Beachten Sie, dass der Reflexionsgrad eine Größe für die verwendete Wellenlänge ist, die normalerweise im Infrarotbereich liegt. Die Intensität wird als ein Hilfsmittel für die Erkennung und Extraktion von Features, in LIDAR-Punktklassifizierungen sowie als Ersatz für Luftbilder verwendet. Wenn Ihre LIDAR-Daten Intensitätswerte aufweisen, können Sie daraus Bilder erstellen, die schwarzweißen Luftaufnahmen ähneln. ArcGIS bietet die Möglichkeit, Intensitätsbilddaten aus LIDAR-Daten zu erstellen.

Erstellen eines LAS-Dataset-Layers

Der erste Schnitt beim Erstellen eines Intensitätsbilds in ArcGIS ist die Erstellung eines LAS-Datasets mit dem Werkzeug LAS-Dataset erstellen. Die LIDAR-Daten müssen im LAS-Format gespeichert sein, und der Datenanbieter muss die Punktintensitätswerte in diesen Dateien aufgezeichnet haben. Sind die LIDAR-Daten im ASCII XYZI-Format gespeichert, verwenden Sie den am Ende dieses Themas dargelegten alternativen Ansatz. Erstellen Sie Statistiken für das LAS-Dataset, wenn Sie nicht unter Zeitdruck stehen. Diese Option ist zusammen mit dem Werkzeug LAS-Dataset erstellen verfügbar. Sie können Statistiken auch im Nachhinein mit dem Geoverarbeitungswerkzeug LAS -Dataset-Statistik hinzufügen. Überprüfen Sie im Dialogfeld LAS-Dataset-Eigenschaften in ArcCatalog oder im Fenster "Katalog" auf der Registerkarte LAS-Dateien den Punktabstand des LAS-Datasets.

Wenn Sie die Statistiken für einige der LAS-Dateien anzeigen, können Sie sich vergewissern, dass die Intensität aufgezeichnet wurde und welchen Bereich die Werte abdecken. Es gibt keinen Standardbereich für die Intensität. Die Originalwerte hängen von dem Sensor ab, der zum Erfassen der LIDAR-Daten verwendet wurde. Der Datenanbieter kann die Intensitätswerte auch auf einen Bereich von 0 bis 255 normalisieren.

Im nächsten Schritt wird ein Punktfilter für das LAS-Dataset definiert, durch den nur die ersten zurückgegebenen Ergebnisse verwendet werden. Dies sind die Punkte, die sich für Intensitätsbilder am besten eignen. Sie definieren einen Punktfilter mithilfe eines LAS-Dataset-Layers. Ein Filter mit einem LAS-Dataset ist im Prinzip mit einer Definitionsabfrage bei einem Feature-Layer vergleichbar. Er steuert nicht nur, welche Features gezeichnet werden, sondern auch den Inhalt der Geoverarbeitung. Erstellen Sie einen Layer, indem Sie ArcMap das LAS-Dataset hinzufügen oder indem Sie das Kontextmenü für LAS-Datasets in ArcCatalog verwenden. Öffnen Sie das Dialogfeld Layer-Eigenschaften, klicken Sie auf die Registerkarte Filter, und klicken Sie dann auf die Schaltfläche Erste Rückgabe.

Der Layer kann nun in ein Bild umgewandelt werden.

Erzeugen des Intensitätsbilds aus dem LAS-Dataset-Layer

Das Geoverarbeitungswerkzeug LAS-Dataset in Raster kann so konfiguriert werden, dass es die Punktintensitätswerte zum Erzeugen eines Bilds verwendet.

Legen Sie Wertefeld auf INTENSITY, Ausgabedatentyp auf AVERAGE, +++Lückenfüllungsmethode auf SIMPLE und +++Abtasttyp auf CELLSIZE fest. Der Abtastwert sollte relativ zum Punktabstand der Daten festgelegt werden. Das Zwei- bis Dreifache des durchschnittlichen Punktabstands ist angemessen.

Überprüfen Sie nach Ausführung des Werkzeugs, ob Bereiche ohne Daten (NoData) vorhanden sind. Eine größere Anzahl von NoData-Zellen tritt auf, wenn die angegebene Ausgabezellengröße in Relation zur Dichte der LIDAR-Punkte zu klein ist. Sie können NoData-Bereiche anzeigen, indem Sie ihnen über die Registerkarte Symbologie im Dialogfeld Layer-Eigenschaften des Rasters eine Farbe zuweisen. Sind viele NoData-Ergebnisse vorhanden, ist es am einfachsten, das Werkzeug LAS-Dataset in Raster mit einer größeren Zellengröße erneut auszuführen.

Anzeige des Intensitätsbilds

Der Wertebereich im Bild ist schwer vorhersehbar, wenn keine Details zur Art und Weise vorliegen, wie Ihre Daten gesammelt und verarbeitet wurden. Zum einen sind die Originalintensitätswerte abhängig vom Sensor. Zum zweiten wurden die Werte unter Umständen vom Anbieter angepasst (z. B. indem sie auf einen Bereich von 0 bis 255 normalisiert wurden). Aufgrund dieser Variablen ist es schwierig, die optimalen Anzeigeoptionen für Intensitätsbilder zu bestimmen. Experimentieren Sie daher mit Streckungstyp und Kontrast des Intensitäts-Raster-Layers. Versuchen Sie, das bilineare Resampling zu aktivieren. Wenn Sie weitere Anzeigemöglichkeiten ausprobieren möchten, können Sie auch die Intensität mit anderen Variablen, beispielsweise Schummerung, kombinieren. Das unten aufgeführte Intensitätsbild wird mit 50 % Transparenz auf einer Schummerung der ersten Reflexionsoberfläche angezeigt.

ASCII XYZI

Verwenden Sie zum Erstellen eines Intensitätsbilds die folgenden Geoverarbeitungswerkzeuge, wenn die Daten im ASCII XYZI-Format vorliegen:

• ASCII 3D in Feature-Class: Lädt die Punktdaten in eine Geodatabase. Legen Sie das Eingabeformat auf XYZI und den Ausgabe-Shape-Typ auf MULTIPOINT fest. Stellen Sie sicher, dass in eine Geodatabase-Feature-Class und nicht nur in eine Shapefile geschrieben wird. Dies ist erforderlich, weil die Intensitätswerte in einem speziellen Feldtyp namens BLOB aufgezeichnet werden müssen, der eine Geodatabase voraussetzt.
• Point in Raster: Konvertiert die Punkte in ein Bild. Legen Sie das Wertefeld auf INTENSITY und die Zellenzuweisung auf MEAN fest.

Die für die einzelnen LIDAR-Punkte gesammelte Reflexionsintensität kann zum Erstellen von Bildern verwendet werden. Diese Bilder können in GIS-Anwendungen vielfältig eingesetzt werden, etwa zur Erkennung und Extraktion von Features. ArcGIS stellt Werkzeuge zum Erstellen dieser Bilder bereit.