Generando superficies de diferentes alturas a partir de puntos LIDAR

Question

Estoy buscando una manera de generar superficies (polígonos en un espacio 3D) de diferentes alturas a partir de nubes de puntos LIDAR, cuyo espaciado es de 4 puntos por metro cuadrado. La aplicación típica es como los techos, que pueden incluir agujeros, debido a diferentes alturas.

Sin embargo, la mayoría de las herramientas que puedo encontrar solo generan los límites o contornos.

1. ArcGIS: los ejemplos son como: http://desktop.arcgis.com/en/arcmap/10.3/manage-data/las-dataset/lidar-solutions-data-area-delineation-from-lidar-points.htm y Creación de un shapefile de polígonos de límite a partir de un conjunto de archivos LAS utilizando ArcGIS Desktop?

2. LAStools lasboundary.exe en http://www.cs.unc.edu/~isenburg/lastools/

3. Paquete Python mayavi: el ejemplo es como: https://stackoverflow.com/questions/33376657/from-point-cloud-to-surface-using-python

Mi idea inicial es hacer una conversión de cuadrícula a polígonos. El archivo Las se puede convertir fácilmente a TIN, y luego a cuadrícula, pero las cuadrículas no tienen información de altura. Por lo tanto, es difícil delinear estructuras detalladas de techos.

También tengo ortofotos con resolución de 30 centímetros y 1 metro, si estas ayudan, pero no tengo fotos estéreo.

La expectativa concreta es como la siguiente imagen. Los puntos de diferentes colores son de la nube de puntos LIDAR, y las líneas rosas, que están 'digitalizadas manualmente', indican nuestra expectativa. Sin embargo, es fácil obtener el límite exterior del edificio (la línea azul-verde seleccionada), una vez que los edificios están clasificados, pero no se delimitan techos con diferentes alturas (pequeños polígonos internos).

Answer 1

En primer lugar, si deseas trabajar con alturas, normaliza la nube de puntos LiDAR.

Tienes una nube de puntos densa (4 pts/m²) y también fotos aéreas de alta resolución, por lo tanto, como mencionaste, obtener el perímetro exterior del techo no es un problema. Por lo tanto, asumiendo que lograrás tener un shapefile con los límites exteriores del techo, úsalo para cortar horizontalmente la nube de puntos y así, aislar solo los puntos de los edificios. Mira aquí, por ejemplo.

Luego, de cada nuevo archivo .las generado en el paso anterior, recupera el perfil vertical para identificar cuántas superficies hay en la escena. Ajusta el intervalo de clases en el histograma, para identificar todas las superficies principales. Obtén los cortes de altura que se utilizarán en el siguiente paso.

Corta las nubes de puntos verticalmente para aislar los puntos dentro de la misma superficie vertical (por ejemplo, con Fusion utiliza ClipData con los interruptores zmin y zmax). Luego, genera Modelos Digitales de Superficie individuales (DSM; ejemplos 1 y 2) y convierte las salidas a polígonos utilizando herramientas del tipo Raster to Polygon. Los polígonos tendrán la altura de la superficie en el TOC.

Intenta utilizar un entorno de programación para automatizar todos los pasos de procesamiento (ejemplo).