La classification de superposition est une étape de traitement courante des données lidar aériennes. L’objectif est d’obtenir une distribution relativement équitable des points qui permet d’exécuter les traitements géométriques et statistiques suivants de manière plus efficace et fiable.
Avec les données lidar aériennes, les collections sont généralement réalisées par un avion qui vole le long de chemins parallèles successifs. Le long de chaque chemin, une bande de données est collectée. Les bandes voisines se superposent dans une certaine mesure. Cela est voulu pour assurer une couverture complète et éviter tout écart, ou congé, dans les données.
À l’intérieur des zones de superposition, la densité de points est deux fois plus élevée que dans les zones sans superposition.
Le calibrage des données entre les trajectoires de vol n’est pas toujours parfait. Il peut en résulter de légers décalages de hauteur entre les trajectoires de vol. Le décalage devient plus apparent dans les zones de superposition à proximité des bords des trajectoires de vol. Même avec un excellent calibrage, en raison de la densité de points supérieure dans les zones de superposition, le bruit est plus apparent. En effet, les points sont plus rapprochés dans x,y mais les variations de hauteur entre les points voisins restent constantes (en d’autres termes, un même déplacement vertical, en raison des limites de précision verticale sur une distance plus courte correspond à une pente plus forte). Les pentes moyennes d’une surface constituée dans des zones de superposition sont plus importantes que dans les zones sans superposition.
Pour que la densité de points soit plus cohérente, tout en minimisant l’impact des problèmes de bruit et de calibrage, vous pouvez exclure certains des points de la zone de superposition. Pour cela une classification de superposition est utilisée. Elle classe, ou marque, un sous-ensemble de points dans les zones de superposition. Les points superposés peuvent alors être exclus des étapes de classification et d’analyse ultérieures. Par exemple, les outils de géotraitement Classify LAS Ground (Classer le sol LAS) et Classify LAS Building (Classer des bâtiments LAS) excluent automatiquement l’utilisation des points superposés.
Conditions requises
Les conditions suivantes doivent être remplies pour pouvoir classer la superposition :
- Un ID source de point permet d’identifier la trajectoire de vol à laquelle un point appartient. Ces informations doivent être affectées pour chaque point, généralement par le fournisseur de données.
- Les données des différentes trajectoires de vol doivent être fusionnées et tuilées en un jeu de tuiles contiguës non superposées. L’outil de géotraitement Tile LAS (Tuile LAS) peut être utilisé à ces fins.
- Les données doivent se trouver dans un système de coordonnées projetées. Si les données LAS se trouvent dans un système de coordonnées géographiques, elles doivent être reprojetées dans un système de coordonnées projetées. L’outil de géotraitement Extract LAS (Extraire LAS) permet de projeter les données.
Vérifier l’utilisation de l’ID source du point par les données LAS
Si l’outil de géotraitement Classify LAS Overlap (Classer la superposition LAS) est utilisé, l’ID source de chaque point est supposé être défini sur le numéro de la trajectoire de vol d’où il provient. Cette affectation de trajectoire de vol est une pratique courante effectuée par la plupart des fournisseurs de données. Toutefois, la spécification LAS ne stipule pas clairement qu’il s’agit d’une obligation et la formulation est sujette à interprétation.
Pour afficher les points symbolisés par l’ID source, suivez les étapes ci-après.
- Ajoutez la couche de jeu de données LAS à une carte 2D ou une scène locale 3D.
- Ouvrez la fenêtre Symbology (Symbologie) de la couche de jeu de données LAS.
- Dans l’onglet Points (Points), en regard de la case Draw using (Dessiner avec) cochée, sélectionnez Point source ID (ID source du point) dans la liste déroulante.
La portion supérieure de la fenêtre Symbology (Symbologie) d’un jeu de données LAS est illustrée avec des points sélectionnés à afficher par un ID source de point.
Si l’ID source du point est défini sur le numéro de la trajectoire de vol, les points sont censés s’afficher dans la même couleur pour chaque bande, les bandes étant généralement orientées parallèlement les unes aux autres, avec au moins un certain degré de superposition entre elles.
Classer la superposition LAS, outil
L’outil de géotraitement Classify LAS Overlap (Classer la superposition LAS) partitionne les points en groupes carrés. Il examine ensuite le rang de l’angle de balayage de tous les points de chaque groupe. Le rang de l’angle de balayage correspond à l’angle de balayage du point par rapport au nadir, directement sous le plan et le scanner. Les valeurs sont comprises entre -90 et 90 degrés. L’ID source de point (ID de la trajectoire de vol) du point dont le rang de l’angle de balayage est égal à 0,0 ou le plus proche de cette valeur est identifié comme celui à utiliser pour la classification et l’analyse. Le concept est le suivant : les points les plus proches du nadir sont plus précis que ceux situés près du bord de la bande. Les points du groupe qui n’appartiennent pas à la trajectoire de vol sélectionnée sont classés, ou marqués, comme points superposés. Pour les fichiers LAS version 1.4, qui utilisent généralement des formats de points de 6 à 8, un bit d’indicateur de superposition est défini pour y parvenir. Pour les autres versions de fichier LAS et formats de points, le code de classe de superposition de 12 est utilisé.
L’image ci-dessus présente un exemple de groupe, de deux mètres de côté, de points lidar. Les points bleus appartiennent à une trajectoire de vol ; les points orange, à une autre. L’angle de balayage absolu minimum des points bleus est de 5. L’angle de balayage absolu minimum des points orange est de 17. Le bleu étant plus proche du nadir, ou de 0, il est considéré comme étant plus précis. Par conséquent, les points orange sont marqués comme superposés.
Le paramètre Sample Distance (Distance de référence) représente la taille des groupes utilisés pour partitionner les points. Les groupes sont des carrés 2D et la distance de référence correspond à la longueur du côté du groupe.
La distance de référence que vous spécifiez doit être au moins égale à plusieurs fois l’espacement nominal des points. Elle peut même être supérieure, sachant qu’elle a pour objectif de déterminer les données de la trajectoire de vol à utiliser pour une zone donnée. Une valeur de plusieurs mètres est raisonnable. Une fois que les points sont classés, ils peuvent être exclus de l’affichage et des analyses ultérieures par filtrage. Cliquez avec le bouton droit sur la couche du jeu de données LAS dans la fenêtre Contents (Contenu) et sélectionnez Properties (Propriétés). Dans l’onglet LAS Filter (Filtre LAS), sous Classification Flags (Indicateurs de classification), désélectionnez Overlap (Superposition).
Les paramètres de filtrage des points permettant d’activer et de désactiver les points de superposition sont disponibles dans les propriétés du jeu de données LAS. L’image ci-avant concerne les fichiers LAS version 1.4, dans lesquels l’indicateur de classe de superposition est utilisé à la place du code de classe de superposition.
Si vous visualisez des données LAS à l’aide de l’ID source du point après avoir filtré les points classés, vous pouvez voir une limite franche entre les lignes de vol, comme illustré dans les images ci-après. La première image montre les points avec superposition et la seconde, sans superposition.
L’identification des superpositions, pour les exclure, génère une densité de points plus cohérente et peut améliorer les résultats des opérations suivantes, comme la classification du sol, la classification des bâtiments et la production de MNT.
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