<\/HEAD>
Lidar<\/A> poskytuje fascinující pohled na krajinu rezervace Jack and Laura Dangermond Preserve. Pomocí služby výšky terénu a bodového mračna vytvořeného z lidarových dat a snímků v přirozených barvách jsme vytvořili interaktivní aplikaci pro trasování, která uživatelům umožňuje virtuálně projet rezervací.<\/P><\/P>
Tento článek vám řekne, jak jsme tuto aplikaci vytvořili a několik věcí, které jsme se při tom naučili.<\/P>
<\/P>
Rezervace Jack and Laura Dangermond Preserve<\/SPAN><\/H2>V roce 2018 byla založena rezervace Jack and Laura Dangermond Preserve poté, co filantropický dar od Jacka a Laury umožnil organizaci The Nature Conservancy zakoupit více než 24 000 akrů půdy kolem Point Conception v Kalifornii.<\/SPAN> Rezervace chrání více než osm mil téměř nedotčeného pobřeží a vzácné propojené pobřežní biotopy v okrese Santa Barbara a zahrnuje soukromé pracovní ranče Cojo a Jalama. Tato oblast je známá svým vynikajícím ekologickým stavem a představuje spojení ekologických, historických a kulturních hodnot napříč historiemi domorodých Američanů, Španělů a Američanů, které se vyvíjely po tisíciletí. Oblast je také domovem alespoň 39 druhů ohrožených nebo zvláštního statusu. Rezervace bude sloužit jako přírodní laboratoř nejen pro studium její biodiverzity a unikátních biotopů, ale také jako místo, kde lze GIS využít ke studiu, správě a ochraně jejích jedinečných vlastností<\/SPAN>.<\/SPAN><\/P><\/P>
<\/P> Mapa je laskavým svolením The Nature Conservancy a Esri<\/EM><\/SPAN><\/P>
<\/H2>Lidar a snímky<\/SPAN><\/H2>Krátce po založení rezervace společnost Aeroptic, LLC, letecká společnost specializující se na snímkování, pořídila letecký lidar a ortomosaikové snímky v přirozených barvách nad rezervací.<\/P><\/P>Lidar (light detection and ranging) je optická technika dálkového průzkumu, která používá lasery k vysílání světelných pulzů a měří dobu jejich návratu. Lidar je nejčastěji pořizován pomocí leteckých laserových zařízení a vytváří rozsáhlé datové sady bodových mračen, které lze spravovat, vizualizovat, analyzovat a sdílet pomocí ArcGIS. Bodová mračna z lidaru se používají v mnoha GIS aplikacích, jako je správa lesů, modelování záplav, správa pobřeží, detekce změn a tvorba realistických 3D modelů.<\/P><\/P>Když jsou snímky pořizovány současně s lidarem, jak to udělala společnost Aeroptic, získávají se doplňující informace. Spektrální obrazová data lze přidat k 3D lidarovým informacím, což umožňuje přesnější výsledky analýz. Více o snímcích později; nejprve jsme obdrželi lidarová data, zatímco Aeroptic stále zpracovával snímky.<\/P> <\/P>Originální lidar<\/SPAN><\/H4>Esri získalo lidarová data a začali jsme s nimi pracovat. Originální lidar byl pořízen ve třech průletech: jeden sever-jih, jeden východ-západ a další severozápad-jihovýchod. Průměrná hustota bodů byla 11,1 bodu na metr čtvereční. Odhadovaná vertikální přesnost byla přibližně +/- 6 cm. Průměrná výška letu byla 5253 stop (1640 metrů) GPS výška. Data byla v souřadnicovém systému UTM zóna 11. Originální soubory byly zkontrolovány na kvalitu, poté rozděleny do dlaždic a klasifikovány jako Ground společností Aeroptic. Obdrželi jsme 121 LAS souborů s celkovým počtem přes 7 miliard las bodů – 7 020 645 657.<\/P><\/P>Provedli jsme další kontrolu kvality hledáním nekonzistentních bodů (tzv. odlehlých hodnot). Jedním ze způsobů kontroly odlehlých hodnot bylo vytvoření DSM z LAS datasetu a hledání podezřelých míst ve 2D, poté použití 3D Profile View<\/A> v ArcMapu k nalezení problematických bodů. Další metodou bylo vytvoření povrchové výšky z bodů klasifikovaných jako země a následná kontrola v ArcGIS Pro, zejména kolem mostů. Odstranili jsme mnoho bodů klasifikovaných jako země, které způsobovaly přílišný sklon povrchu silnice (viz screenshoty v sekci Surface Elevation). Poté jsme vytvořili novou službu povrchové výšky a službu vrstev bodového mračna.<\/P> <\/P>
Aplikační prohlídka již fungovala v době, kdy jsme obdrželi nové snímky, ale byli jsme velmi nadšení, když jsme je viděli! Vytvořili jsme obrazovou službu k použití jako „basemap“ v aplikaci prohlídky a použili ji k barevnému zobrazení lidarového bodového mraku.
Snímky Aeroptic byly 10 cm ortomosaik v přirozených barvách, pořízené současně s lidarem, dodané nám ve 50 souborech TIFF. Prvním krokem k vytvoření obrazové služby z těchto dat bylo přidání souborů do mozaikové datové sady, aby se agregovaly do jednoho obrazu. Snímky se zdály trochu příliš tmavé, proto jsme na mozaikovou datovou sadu aplikovali funkci roztažení pro zvýšení jasu. Aby aplikace mohly přistupovat k pixelům s vysokým výkonem, vygenerovali jsme dlaždicovou mezipaměť z mozaikové datové sady pomocí nástroje Manage Tile Cache . Pro zachování plného detailu původních 10 cm snímků jsme vytvořili mezipaměť na úrovni detailu (LOD) 23, která má velikost pixelu 3,7 cm. Nakonec jsme vygenerovali dlaždicový balíček z mezipaměti pomocí nástroje Export Tile Cache , nahráli balíček do ArcGIS Online a poté publikovali nahraný balíček jako vrstvu snímků.
Použili jsme geoprocesní nástroj Colorize LAS k aplikaci červených, zelených a modrých (RGB) barev ze snímků na lidarové soubory. RGB barvy jsou uloženy v LAS souborech a mohou být použity k zobrazení bodů spolu s dalšími metodami jako podle výšky (Elevation), třídy (Class) a intenzity (Intensity). Zobrazení LAS bodů s RGB vytváří velmi realistickou scénu, kromě několika míst, například tam, kde větev stromu visí nad žlutou středovou čarou silnice a pak se stává jasně žlutou barvou.
Lidar před barevným zobrazením Lidar po barevném zobrazení
Snímky také pomohly při ruční klasifikaci lidarových bodů kolem mostů. Upravil jsem mnoho bodů a znovu vytvořil povrchovou výšku tak, aby lépe odpovídala snímkům. Zde je stejný most jako na snímcích obrazovky výše v sekci Povrchová výška:
Nové RGB snímky a původní lidar jako povrchová výška Nové RGB snímky a dále zpracovaný lidar jako výška
Silniční síť
Nature Conservancy poskytla dataset rozsáhlé silniční sítě v rezervaci, která zahrnuje přes 245 mil silnic, z toho více než 10 mil asfaltovaných silnic a přes 230 mil šotolinových cest a stezek.
Když jsme zobrazili data silnic přes nově získané snímky, některé silniční linie neseděly se snímky, takže jsme upravili vrcholy silnic tak, aby lépe odpovídaly. Poté jsme vytvořili vlastní službu úkolu trasy, která zahrnovala hodnoty výšky z nové služby výšek, což umožnilo začlenění hodnot výšky do výsledných tras při vytváření trasy.
Hranice rezervace
Hranice vymezující rezervaci je na ArcGIS Online jako služba prvků. Hranici jsme nevytvořili z lidaru, ale službu jsme přidali do webové scény jak je popsáno níže.
Virtuální aplikační prohlídka
3D webová scéna obsahující silnice, bodový mrak, snímky a linii rezervace byla vytvořena v ArcGIS Online a nová služba výšek byla přidána jako vrstva zemské výšky. Webová scéna byla začleněna do aplikace Jack and Laura Dangermond Preserve Tour Application, která byla postavena pomocí nejnovější verze ArcGIS API for JavaScript.
Aplikace je virtuální prohlídka po silnicích a stezkách v rezervaci. Uživatel aplikace si může vybrat dvě nebo více míst pro vytvoření trasy. Tlačítko Přehrát spustí virtuální jízdu od prvního místa podél stezek k dalším bodům. Hlavní pohled aplikace ukazuje stezky a místa a marker se pohybuje podél stezek. Vložená mapa ukazuje pohled na pozemní snímky a lidarové body z perspektivy virtuálního vozidla při pohybu po stezce.
Tato aplikace byla vytvořena s bezpečným přístupem pro The Nature Conservancy, protože poskytuje nový nástroj pro zaměstnance TNC k průzkumu a vizualizaci rezervace. Proto není veřejně dostupná.
Více informací
