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在FME中利用点云生成栅格和DEM

在FME中利用点云生成栅格和DEM GIS前沿
2023-10-16
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导读:使用FME,您可以将点云转换为栅格,并通过调整像素分辨率或显示点云的哪个组件等因素来自定义栅格图像。

使用FME,您可以将点云转换为栅格,并通过调整像素分辨率或显示点云的哪个组件等因素来自定义栅格图像。

点云数据通过点提供不均匀的覆盖,而栅格图像使用像素显示区域的完整覆盖。将点云转换为栅格可生成易于使用且包含大量信息的数据。

以下练习讲述如何将点云转换为灰度栅格以及数字高程模型(DEM)。



分步介绍


第 1 部分:将点云转换为灰度栅格

我们将使用点云的强度分量来创建灰度栅格。这是通过ImageRasterizer转换器完成的。强度分量告诉我们一个物体的反射率,即它在LiDAR数据采集期间的“亮度”程度。例如,植被具有高反射率并返回高强度值,而路面和屋顶具有低反射率并返回低强度值。如果我们仅使用强度来可视化点云,则可以创建灰度栅格。

下载附加的数据和工作区模板以便开始使用。样例数据和模板百度云链接:

https://pan.baidu.com/s/1DjFfXeDQlauCCfsOgyLKeA?pwd=antu

提取码:antu


01
打开FME Workbench

打开FME Workbench并新建一个工作空间,或者打开PointCloudToGrayscale.fmwt以跟随完成的工作空间。


02
添加一个LAS读模块

添加一个读模块并设置以下参数:

·格式:ASPRS Lidar Data Exchange Format (LAS)

·数据:N2240690.las

单击确定。

如果您检查输入数据,您将看到如下所示的点云:


03
添加ImageRasterizer转换器

添加一个ImageRasterizer转换器,并将其连接到 LAS 读模块之后。打开参数并设置如下:

· 分辨率规格:Cell Spacing(单元格间距)

· X 单元格间距:10

· Y 单元格间距:10

· 解译类型:Gray8(灰色)

· 背景颜色: 0,0,0 (黑色)

· 抗锯齿:Yes

· 输入组件:Intensity(强度)

单击确定。

此转换器将使用强度组件创建灰度栅格。


04
添加GeoTIFF写模块

添加一个写模块并设置以下参数:

· 格式:GeoTIFF (Geo-referenced Tagged Image File Format)

· 数据集:[选择一个输出文件夹]

· 栅格文件定义:Copy from Reader...(从读模块复制)

单击确定。

在ImageRasterizer转换器之后连接写模块。


05
运行工作空间

运行工作空间并查看输出。您将看到如下所示的灰度栅格:


06
可选:添加转换器以平滑栅格

注意,栅格中散布着一些黑点,这些是NoData点。这是由于点与点之间的距离大于栅格化间距而导致的覆盖范围不足引起的。我们可以通过在ImageRasterizer转换器中使用更大的栅格化间距(例如20m)来解决此问题。或者我们还可以通过使用RasterResampler转换器重新采样来平滑栅格。

在写模块之前添加以下转换器以平滑栅格,或打开ointCloudToGrayscaleSmoothed.fmwt 以查看完成的工作空间。这些步骤将降低较暗像素值之间的对比度,这也将降低清晰度,因此根据所希望的输出,您可能会发现这样做会有帮助,也可能没有帮助。

(a) RasterCellValueReplacer转换器。如下图所示设置参数。这将通过使用127(深灰色)替换0(黑色)为来帮助消除栅格图像中的一些噪点。

b) RasterResampler转换器。如下图所示设置参数,这会将栅格重采样率到101%。

(c) 添加另一个RasterResampler转换器。如下图所示设置参数,将栅格重采样率到99.001%。

(d) 打开LAS写模块,将“压缩方法”更改为“Pack Bits”,“光度解析”更改为“MinIsBlack”。

运行工作空间。平滑后的栅格如下所示:

第 2 部分:将点云转换为DEM栅格

我们将使用点云的Z坐标来创建DEM。可以使用NumericRasterizer、SurfaceModeller或RasterDEMGenerator转换器自动完成。所有这些都将以不同的方式完成相同的任务。例如,SurfaceModeller转换器也可以生成轮廓或TIN,而RasterDEMGenerator转换器能够插值孔洞,这比NumericRasterizer转换器提供更平滑的输出。

01
 打开FME Workbench

打开FME Workbench并新建一个工作空间,或者打开PointCloudToDEM.fmwt以跟随完成的工作空间。


02
添加一个LAS读模块

添加一个读模块并设置以下参数:

· 格式:ASPRS Lidar Data Exchange Format (LAS)

· 数据集:000736.las

单击“确定”。

如果您检查输入数据,您将看到如下所示的点云:

03添加NumericRasterizer转换器

我们将首先使用NumericRasterizer转换器进行尝试。请注意,我们不能像第1部分那样平滑栅格,因为它会使表面变形。所以为了避免DEM覆盖范围中出现NoData孔洞,我们将设置10m的单元间距。单元间距必须大于点覆盖中任何可能的不规则间隙。

添加一个NumericRasterizer转换器,并将其连接到LAS读模块之后。打开参数并设置以下内容:

· 分辨率规格:单元格间距

·  X 单元格间距:10

·  Y 单元格间距:10

·  抗锯齿>容差:1

单击“确定”。

04
添加RasterDEMGenerator转换器

我们还将添加一个RasterDEMGenerator转换器,以便我们可以比较输出。

在LAS读模块之后,添加一个RasterDEMGenerator转换器,并设置以下参数:

· 表面公差:0.0

· 输出 DEM X 单间距:2

· 输出 DEM Y 单元间距:2

05
 添加GeoTIFF写模块

添加一个写模块并设置以下参数:

·格式:GeoTIFF(Geo-referenced Tagged Image File Format)

· 数据集:[选择一个输出文件夹]

· 栅格文件定义:Copy from Reader...(从读模块复制)

单击确定。

在NumericRasterizer转换器之后连接写模块。然后单击写模块>添加要素类,并在RasterDEMGenerator转换器之后添加第二个写模块。工作空间如下所示:

06
运行工作空间

运行工作空间并查看输出。您将有两个DEM栅格。下图显示了由NumericRasterizer转换器生成的栅格,其次是由RasterDEMGenerator转换器生成的栅格。注意后者是如何更加平滑的。


文章授权转载:FME软件
版权归原作者所有


- END -



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