Evaluation de la densité d'échantillonnage et de la couverture lidar

Lors de la réception de données lidar, l'une des procédures d'assurance/de contrôle qualité de base consiste à s'assurer que les points lidar en provenance de votre fournisseur de données présentent la couverture et la densité attendues. Il est important de vérifier les problèmes de densité et de couverture éventuels et de les résoudre au préalable de votre traitement lidar. Le jeu de données LAS, ainsi que deux outils de géotraitement (Informations du fichier de points et Statistiques de point LAS en tant que raster), est utile à cet égard.

Jeu de données LAS

Les données de chaque projet lidar sont généralement divisées en ensembles de fichiers LAS tuilés. Cette opération vise à faciliter le traitement et à permettre aux fichiers de conserver des tailles raisonnables. Malheureusement, l'utilisation de ces projets peut s'avérer laborieuse. Le jeu de données LAS constitue une aide précieuse en vous permettant de référencer l'ensemble de fichiers LAS d'un projet et de les utiliser comme un tout. Utilisez l'outil de géotraitement Créer un jeu de données LAS pour créer un jeu de données LAS.

L'outil Créer un jeu de données LAS permet de calculer des statistiques. Si vous ne spécifiez pas cette option, le jeu de données LAS est créé rapidement, car seuls les enregistrements d'en-tête des fichiers LAS référencés sont lus. Le calcul des statistiques nécessite une analyse complète des fichiers LAS référencés. Le temps nécessaire au calcul des statistiques correspond au nombre de points dans les fichiers LAS, mais cela permet d'obtenir beaucoup plus d'informations. Calculer des statistiques est recommandé si vous avez du temps devant vous.

Une fois le jeu de données LAs créé, ouvrez la boîte de dialogue Propriétés du jeu de données LAS à partir de la fenêtre Catalogue. Cette boîte de dialogue apporte des informations sur le jeu de données LAS dans son ensemble, plus des détails sur les fichiers LAS spécifiques qui forment le jeu de données. Accédez à l'onglet Fichiers LAS de la la boîte de dialogue.

Recherchez la colonne Espacement des points au milieu de l'onglet Fichiers LAS. Il s'agit de l'espacement des points (en d'autres termes, de retours) estimé pour chaque fichier. Il est indiqué dans les unités x,y des données source. L'estimation est plus précise si vous calculez les statistiques lorsque vous créez le jeu de données LAS.

Remarque :

L'espacement des retours risque d'être un peu plus dense que l'espacement des impulsions, car une impulsion laser seule peut produire plusieurs retours.

Pour obtenir des informations graphiques des fichiers LAS, en plus d'autres informations statistiques, utilisez l'outil de géotraitement Informations du fichier de points.

Informations du fichier de points

L'outil de géotraitement Informations du fichier de points indique des statistiques de base et des informations graphiques concernant les fichiers de données ponctuelles. La finalité principale de cet outil consiste à vous aider à examiner vos données et à vérifier leur exactitude. Les jeux de données LAS, ainsi que les fichiers au format LAS et ASCII autonomes, sont pris en charge en entrée. Lorsque vous indiquez un dossier, l'outil tous les fichiers qu'il contient, portant le suffixe spécifié. Lorsque vous utilisez des données lidar au format LAS, il est recommandé de créer un jeu de données LAS et de l'utiliser en entrée dans l'outil.

Pour chaque fichier de points en entrée, y compris chaque fichier du jeu de données LAS, l'outil génère en sortie un polygone avec une attribution correspondante à une classe d'entités cible. Le polygone représente graphiquement l'étendue x,y ou l'emprise des données dans le fichier. Les attributs comprennent le nom de fichier, le nombre de points, la valeur z minimale et maximale et l'espacement des points.

L'espacement des points indiqué par l'outil Informations du fichier de points est une estimation et mérite une discussion. Pour les fichiers LAS sans statistiques et les données ponctuelles ASCII, il utilise une évaluation grossière qui compare simplement la surface de l'emprise du fichier au nombre de points. Il présente une précision maximale lorsque l'étendue rectangulaire du fichier examiné est remplie de données, mais peut sinon générer des résultats trompeurs. Dans ce cas, l'espacement des points indiqué est plus significatif en tant que récapitulatif lors de la recherche de tendances des ensembles de fichiers. Pour des estimations plus fiables de l'espacement des points lorsque vous utilisez des données au format LAS, il est recommandé de créer un jeu de données LAS avec des statistiques et de l'utiliser en entrée dans l'outil.

Concernant la classe d'entités en sortie, il est utile de l'afficher dans l'ArcMap, d'ouvrir sa table attributaire et de trier le champ d'espacement des points par ordre croissant. Vous pouvez également symboliser le champ d'espacement des points à l'aide d'un dégradé de couleur par paliers. Dans l'image ci-dessous, les polygones d'étendue LAS sont symbolisés à l'aide d'un dégradé de couleurs en fonction de l'évaluation de l'espacement des points. Les polygones symbolisés en rouge ont une densité de points plus élevée.

Vous pouvez également examiner la classification effectuée sur les points lidar. Cette étape importante est généralement effectuée par le fournisseur de données lidar. La classification est gérée à l'aide de codes de classe dans les fichiers LAS. Ces codes peuvent servir à distinguer les retours lidar terrestres ou non terrestres. Lorsque vous choisissez l'option Récapituler par code de classe dans la boîte de dialogue Informations du fichier de points, la table attributaire en sortie contient des résumés statistiques pour chaque code de classe rencontré dans chaque fichier LAS. Utilisez cette option pour examiner les codes de classe dans chaque fichier LAS et les informations de point correspondantes associées à chaque code de classe. Cette option peut servir, par exemple, à vérifier la plage z spécifiquement pour les points de classe 2 (terre nue), au lieu des points combinés, qui, en particulier si la classe 7 (bruit) est impliquée, peut vous amener à penser à tort que quelque chose ne va pas avec les données.

En supposant que le processus de vérification Informations du fichier de points détermine que tous les paramètres sont acceptables, la prochaine étape consiste à utiliser l'outil de géotraitement Statistiques de point LAS en tant que raster pour obtenir une vue plus détaillée de la distribution des points.

Statistiques de point LAS en tant que raster

L'outil de géotraitement Statistiques de point LAS en tant que raster vous permet de voir la distribution spatiale des différentes mesures des points lidar. Pour ce faire, il caractérise les points qui entre dans chaque cellule d'un raster en sortie. Vous pouvez choisir de caractériser les points de plusieurs façons :

• Total des impulsions
• Total des retours
• Total des retours prédominants
• Nombre maximal de retours
• Classe prédominante
• Plage d'intensité
• Plage Z

Pour évaluer la couverture des points et la densité, le total des impulsions est une bonne option. Elle affecte le nombre des derniers retours entrant dans une cellule en tant que valeur de la cellule. Saisissez d'abord un jeu de données LAS et choisissez la méthode PULSE_COUNT. Pour l'échantillonnage, choisissez CELLSIZE. Vous pouvez penser que l'espacement moyen des points est une bonne taille de cellule pour le raster en sortie, mais cela génère en général trop de cellules vides ou NoData car les points lidar ne sont pas espacés de manière égale. Par ailleurs le raster en sortie peut devenir inutilement grand. Au lieu de cela, il est préférable d'employer une taille de cellule plusieurs fois supérieure à l'espacement moyen des points, mais suffisamment réduite pour identifier des intervalles ou des vides qui permettent une analyse supplémentaire. Une taille raisonnable correspond à quatre fois l'espacement des points. A titre d'exemple, si vos données sont échantillonnées à 1 mètre et que vous définissez la taille de cellule sur 4, vous pouvez attendre en moyenne 16 impulsions par cellule.

Vous pouvez également évaluer la densité pour différents types de points. Bien que la plupart du temps vous vérifiiez probablement uniquement la densité pour l'ensemble des retours, il peut être utile d'examiner ceux figurant dans une certaine classe. Par exemple, regarder le total des impulsions pour les points au sol peut vous donner une idée de la qualité de votre pénétration au sol dans les zones couvertes de végétation. Vous pouvez déterminer les points utilisés en définissant des critères de filtrage sous l'onglet Filtre de la couche de jeux de données LAS. Les propriétés de filtrage des points définies sur la couche sont respectées par l'outil. Si vous utilisez un jeu de données au lieu d'une couche, aucun filtrage n'est appliqué.

Dès lors que votre raster a été créé, regardez-le dans ArcMap. Utilisez une représentation par dégradé de couleurs pour l'afficher afin de faciliter la distinction entre les cellules comportant des nombres élevés ou réduits. Vous pouvez également définir une couleur NoData qui se détache bien. Recherchez la variance dans la densité et les vides de données. Invitez votre fournisseur à expliquer tout élément qui semble incorrect.

Dans l'image ci-dessous, la couleur noire représente des surfaces NoData (sans aucune donnée), alors que la couleur rouge représente des surfaces où la densité d'échantillonnage du lidar est plus élevée.