Delineación del área de datos a partir de puntos LIDAR
Es habitual que los datos LIDAR o fotogramétricos para un relevamiento topográfico se entreguen sin un límite de área de datos detallado. A menudo, las extensiones x e y del área de relevamiento topográfico se definen por un sistema de teselas que cubre un área de interés y los datos rellenan estas teselas. La siguiente imagen muestra teselas de datos LIDAR para un proyecto. La extensión de estas teselas es una aproximación en bruto del límite de área de estudio real.
Como suele ser el caso, los datos LIDAR reales no cubren totalmente la extensión de las teselas que se encuentran alrededor del perímetro del área del proyecto. Sólo se garantiza que los datos cubran una extensión mínima, y no hay límite explícito o absoluto aparte de lo que puede deducirse, como se muestra en la siguiente imagen. Este gráfico está centrado en una de esas teselas.
De cualquier manera, el área de cobertura no suele ser un rectángulo perfectamente rellenado.
El problema
Si se crea una superficie sin declarar el área de datos por adelantado (es decir, incluyendo un polígono de clip a la hora de definir un dataset de terreno o TIN), algunos de los vacíos reales del perímetro se consideran áreas de datos. Los resultados analíticos en estas áreas no son fiables porque las estimaciones de altura se basan en muestras que pueden estar lejos.
El siguiente gráfico de la izquierda muestra un conjunto denso de puntos LIDAR que se muestran en color verde. Los huecos en el interior son masas de agua (donde LIDAR suele omitirse). El límite de datos de forma irregular es fácil de ver, pero a menos que se proporcione una extensión explícita en forma de polígono de clip, las herramientas relacionadas con TIN y el dataset de terreno rellenarán los vacíos, simplificando en exceso la extensión de datos real.
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Ahora ya sabe que las áreas fuera de la extensión de recopilación de datos debe ser excluida de la superficie. El problema viene con el polígono que proporciona una representación precisa de esta extensión.
La solución
La solución consiste en sintetizar un límite de datos desde los puntos que se pueden utilizar para implementar una zona de interpolación adecuada en la superficie. A continuación, la imagen de la izquierda muestra los puntos LIDAR. La imagen del centro muestra un límite sintetizado de polígono desde los puntos. La imagen de la derecha es una superficie creada a partir de puntos LIDAR y polígono de clip.
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El espaciado de punto es la variable principal para utilizar cuando se va a por el área de datos. Los relevamientos topográficos suelen tener mínimos explícitos en espaciado de punto para proporcionar un control para los interpoladores. Las áreas que no cumplen los requisitos de densidad son excepciones. Por lo general, entran en una de las siguientes categorías: masas de agua, áreas oscurecidas y vacaciones (enviar de vuelta este último al proveedor de datos para su reparación). La gran mayoría de los datos cumplen las especificaciones de densidad de muestra. El espaciado de punto se suele reflejar en metadatos. Si no conoce el espaciado de punto de los datos LIDAR, utilice la herramienta de geoprocesamiento Información de archivo de punto de 3D Analyst. De manera alternativa, aproxime el espaciado de punto utilizando la herramienta Medir en ArcMap. Para obtener más información acerca del espaciado de punto, consulte Espaciado de punto promedio.
Delineación del área de datos a partir de puntos LIDAR
Cuando conozca el espaciado de punto de los datos LIDAR, siga estos pasos para delinear el área de datos:
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Rasterice los puntos LIDAR mediante la herramienta de geoprocesamiento De punto a ráster.
La rasterización de puntos LIDAR ayuda a agregar el área cubierta por los puntos LIDAR. Proporciona una buena estructura de datos con la que trabajar en pasos posteriores. Sólo tiene que indicarle a la herramienta de geoprocesamiento qué tipo de asignación de celdas utilizar y el tamaño de celda de salida. Utilice COUNT como el valor Tipo de asignación de celda. Especifique un valor para tamaño de celda que sea varias veces mayor que el espaciado de punto promedio de los datos LIDAR. De lo contrario, conseguirá mucho ruido porque los puntos no están espaciados uniformemente. Desde el punto de vista de la eficacia de procesamiento y reducción de ruido, cuanto mayor sea el tamaño de celda, mejor, pero habrá una compensación con la falta de espacio de ajuste en el resultado. Un buen lugar para comenzar es cuatro veces el espaciado de punto promedio.
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Asigne un valor a todas las celdas de datos mediante la herramienta de geoprocesamiento Con.
La herramienta de geoprocesamiento Con en este flujo de trabajo convierte todas y cada una las celdas de datos del ráster en celdas con un valor. Este valor define una zona ráster que se expandirá en el paso tres. Solo se necesita tomar la salida de la herramienta De punto a ráster y proporcionar un valor constante para una expresión positiva. Todas las celdas con valor distinto de cero se consideran positivas y se les asigna el valor constante. Como se utilizó COUNT como el método de asignación de celdas durante la rasterización, cualquier celda con un punto debe tener un valor mayor que cero.
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Rellene pequeñas áreas NoData utilizando la herramienta de geoprocesamiento Expandir.
A menos que utilice un tamaño de celda muy grueso en relación con el espaciado de punto promedio, existe una probabilidad de que queden numerosas celdas NoData. La mayoría se pueden eliminar utilizando la herramienta de geoprocesamiento Expandir. Es conveniente quitar gran parte de ellas para que el polígono producido durante la vectorización en un paso posterior no esté lleno de agujeros. Eso resultaría innecesariamente costoso.
La herramienta Expandir empuja la zona de interés hacia el exterior. En este caso, la zona es todas las celdas de datos codificadas con un valor de 1. Esto elimina efectivamente los huecos pequeños que se encuentran en el interior.
La imagen de la izquierda muestra multitud de celdas individuales y algunos pequeños clústeres de celdas NoData (en blanco). La imagen de la derecha muestra los resultados de utilizar la herramienta de geoprocesamiento Expandir en la que se han eliminado la gran mayoría de las celdas NoData (en blanco). Es normal que queden algunas áreas NoData aisladas en la salida. El resto de las celdas NoData serán tratadas en el último paso.
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Reduzca la extensión total de las celdas de datos mediante la herramienta de geoprocesamiento Encoger.
Aunque Expandir elimina las celdas NoData aisladas, también extiende el área de datos hacia el exterior. En realidad, hay que introducirlo un poco. Los polígonos de clip deben ser más pequeños que la extensión de punto real, por lo que cuando los datasets de terreno o las TIN traten de estimar los valores z a lo largo del límite del polígono, se pueden encontrar puntos a ambos lados. Esto es necesario para obtener buenas estimaciones z. Para reducir el límite de datos del ráster, utilice la herramienta de geoprocesamiento Encoger como se muestra a continuación.
Reduzca la extensión un poco para que el polígono producido en el paso 5 sea menor que la extensión de datos reales de los puntos. Esto permite al software estimar mejores valores z a lo largo del límite del polígono.
En este punto, tiene un ráster relativamente limpio con la extensión de sus celdas de datos ligeramente dentro de la extensión de punto LIDAR.
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Vectorice el ráster con la herramienta de geoprocesamiento De ráster a polígono.
La herramienta de geoprocesamiento De ráster a polígono convierte el ráster en una clase de entidad poligonal. Asegúrese de que la opción Simplificar polígono está marcada. Si no es así, la salida será escalonada en lugar de uniforme y contendrá más vértices de los necesarios.
La herramienta De ráster a polígono producirá una clase de entidad poligonal. El resultado es representativo de la extensión de datos de los puntos utilizados al comienzo del proceso.
En este punto, el proceso casi está completo. Deberá revisar la salida para garantizar su exactitud. Lo más probable es que quede un paso más, que es la eliminación de los agujeros que quedan dentro del polígono de clip.
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Quite cualquier agujero pequeño restante mediante la herramienta de geoprocesamiento Eliminar parte de polígono.
La herramienta de geoprocesamiento Eliminar parte de polígono elimina cualquier anillo interior, dejando sólo los límites exteriores.
Ahora existe un polígono de clip que se puede utilizar al definir un dataset de terreno o TIN. Debe ajustarse a la extensión de los datos de puntos LIDAR y quedar ligeramente dentro de ellos. La imagen de la izquierda muestra el polígono de clip resultante. La imagen de la derecha es una vista ampliada que muestra la extensión del polígono en relación con los puntos de origen. Observe cómo se encuentra ligeramente dentro de los límites del punto de origen.
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