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 eine Möglichkeit zum Erstellen von Intensitätsbildern aus LIDAR-Daten.
1. Laden von Punkten mit Intensität
Der erste Schritt beim Erstellen eines Intensitätsbilds in ArcGIS besteht darin, die Quellpunkte als Multipoints in die Geodatabase zu importieren. Das Quellen-Dataset für LIDAR muss entweder das LAS- oder ASCII XYZI-Format aufweisen.
Verwenden Sie für Daten im LAS-Format das Geoverarbeitungswerkzeug LAS zu Multipoint. Die Intensität muss dabei als Attribut für das Importieren ausgewählt sein, wie in der Abbildung unten dargestellt. Wenn Ihre Datendateien im ASCII-Format vorliegen, verwenden Sie das Geoverarbeitungswerkzeug 3D-ASCII zu Feature-Class.
Normalerweise werden zum Erstellen von Intensitätsbildern die LIDAR-Daten der ersten Reflexion verwendet. Wenn Ihre LIDAR-Daten im ASCII-Format vorliegen, formatieren Sie die ASCII-Dateien, die die Punktdaten der ersten Reflexion darstellen. Wenn Ihre LIDAR-Daten in LAS-Format vorliegen, legen Sie im Dialogfeld LAS zu Multipoint den Klassencode für die Darstellung der zuerst zurückgegebenen LIDAR-Daten fest. Die Punkte werden anschließend durch das Werkzeug gefiltert, wobei nur die Punkte der ersten Reflexion in Multipoints importiert werden.
Das Ergebnis des Ladevorgangs ist eine Multipoint-Feature-Class mit einem Attributfeld, das die Intensitätswerte enthält (siehe unten). Sie können diese Attribute nicht direkt lesen, da sie in großen BLOBs (Binary Large Objects) in der Multipoint-Feature-Class enthalten sind. Jeder Stützpunkt eines Multipoints verfügt über Intensität, die einem BLOB zugeordnet und für diesen Multipoint-Datensatz gespeichert ist.
2. Erstellen eines Intensitätsbilds
Verwenden Sie das Geoverarbeitungswerkzeug Punkt in Raster, um ein Intensitätsbild aus der Multipoint-Feature-Class zu erstellen. Geben Sie unter Eingabe-Features den Namen der Multipoint-Feature-Class ein, und legen Sie unter Wertefeld ein Intensitäts-BLOB fest. Wählen Sie für die Rasterungsmethode MEAN aus den Optionen für den Zellenzuweisungstyp aus. Legen Sie eine Zellengröße fest, die ungefähr viermal größer ist als der durchschnittliche Punktabstand. Nach dem Ausführen des Geoverarbeitungswerkzeugs entsteht ein Raster, bei dem es sich um das LIDAR-Intensitätsbild handelt.
Einige der anderen Optionen für den Zellenzuweisungstyp können bei Analysen ebenfalls hilfreich sein, beispielsweise das Verwenden von RANGE als eine Variable für das Erkennen von Features.
Überprüfen Sie zum Schluss, ob NoData-Bereiche vorhanden sind. Eine erhebliche Anzahl an NoData-Bereichen entsteht dann, wenn Sie die Zellengröße für die Ausgabe im Verhältnis zur Dichte der LIDAR-Punkte als zu klein festgelegt haben. Sie können NoData-Bereiche anzeigen, indem Sie ihnen über die Registerkarte Symbologie im Dialogfeld Layer-Eigenschaften des Rasters eine Farbe zuweisen. Wenn mehrere Bereiche ohne verfügbare Daten auftreten, so ist der Neustart des Geoverarbeitungswerkzeugs Punkt in Raster unter Eingabe einer größeren Zellengröße die einfachste Lösung. Alternativ können Sie die fehlenden Werte mithilfe eines Ausdrucks im Spatial Analyst-Rechner hinzufügen. Weitere Informationen finden Sie unter Erstellen von Raster-DEM und DSMs aus großen LIDAR-Punktsammlungen.
Bildanzeige
Der Wertebereich im Bild ist schwer vorhersehbar, wenn keine Details zur Art und Weise vorliegen, wie Ihre Daten gesammelt und verarbeitet wurden. Dies liegt erstens daran, dass die ursprünglichen Intensitätswerte sensorabhängig sind. Zweitens sind die Werte möglicherweise vom Anbieter eingestellt (beispielsweise für einen Bereich von 0 bis 255 normalisiert). 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.
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.