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Lidar<\/A> offre un aperçu fascinant du paysage de la réserve Jack and Laura Dangermond. En utilisant un service d'élévation du sol et un nuage de points créé à partir du lidar, ainsi que des images en couleur naturelle, nous avons créé une application interactive de navigation qui permet aux utilisateurs de parcourir virtuellement la réserve.<\/P><\/P>
Cet article vous expliquera comment nous avons créé cette application et quelques leçons que nous avons apprises en cours de route.<\/P>
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La réserve Jack and Laura Dangermond<\/SPAN><\/H2>En 2018, la réserve Jack and Laura Dangermond a été établie après qu'un don philanthropique de Jack et Laura ait permis à The Nature Conservancy d'acheter plus de 24 000 acres de terrain autour de Point Conception, Californie. <\/SPAN>La réserve protège plus de huit miles de côte quasi vierge et un habitat côtier rare et connecté dans le comté de Santa Barbara, et comprend les ranchs privés d'élevage de bétail Cojo et Jalama. Le terrain est reconnu pour être dans un état écologique remarquable et présente une confluence de valeurs écologiques, historiques et culturelles issues des histoires amérindiennes, espagnoles et américaines qui ont co-évolué pendant des millénaires. La zone abrite également au moins 39 espèces menacées ou à statut spécial. La réserve servira de laboratoire naturel, non seulement pour étudier sa biodiversité et ses habitats uniques, mais aussi comme lieu où GIS peut être utilisé pour étudier, gérer et protéger ses qualités uniques.<\/SPAN>.<\/SPAN><\/P><\/P>
<\/P> Carte gracieuseté de The Nature Conservancy et Esri<\/EM><\/SPAN><\/P>
<\/H2>Lidar et imagerie<\/SPAN><\/H2>Peu après l'établissement de la réserve, Aeroptic, LLC, une société d'imagerie aérienne, a capturé des données lidar aériennes et des images orthomosaïques en couleur naturelle sur la réserve.<\/P><\/P>Le lidar (light detection and ranging) est une technique optique de télédétection qui utilise des lasers pour envoyer des impulsions lumineuses puis mesure le temps que chaque impulsion met à revenir. Le lidar est le plus souvent capturé à l'aide d'appareils laser embarqués sur des aéronefs, produisant des ensembles massifs de nuages de points pouvant être gérés, visualisés, analysés et partagés via ArcGIS. Les nuages de points lidar sont utilisés dans de nombreuses applications GIS telles que la gestion forestière, la modélisation des inondations, la gestion du littoral, la détection des changements et la création de modèles 3D réalistes.<\/P><\/P>Lorsque les images sont capturées en même temps que le lidar, comme l'a fait Aeroptic, des informations complémentaires sont obtenues. Les informations spectrales peuvent être ajoutées aux données lidar 3D, permettant des résultats d'analyse plus précis. Plus d'informations sur l'imagerie plus tard ; nous avons reçu le lidar en premier, tandis qu'Aeroptic traitait encore les images.<\/P> <\/P>Lidar original<\/SPAN><\/H4>Esri a obtenu le lidar et nous avons commencé à travailler avec. Le lidar original a été acquis en trois passages : un nord-sud, un est-ouest et un autre nord-ouest-sud-est. La densité moyenne était de 11,1 points par mètre carré. La précision verticale estimée était d'environ +/- 6 cm. La hauteur moyenne de vol était de 5253 pieds (1640 mètres) GPS. Les données étaient dans le système de coordonnées UTM Zone 11. Les fichiers originaux ont été vérifiés pour leur qualité, puis découpés en tuiles et classifiés comme sol par Aeroptic. Nous avons reçu 121 fichiers LAS totalisant plus de 7 milliards de points las – 7 020 645 657.<\/P><\/P>Nous avons effectué davantage de contrôles qualité pour rechercher des points incohérents (appelés outliers). Une méthode utilisée consistait à créer un DSM à partir d'un jeu de données LAS, puis à rechercher les emplacements suspects en 2D avant d'utiliser la vue Profil<\/A> en 3D dans ArcMap pour localiser les points problématiques. Une autre méthode consistait à créer une surface d'élévation à partir des points classifiés au sol puis à effectuer des vérifications ponctuelles dans ArcGIS Pro, notamment autour des ponts. Nous avons désassigné plusieurs points classifiés au sol qui faisaient paraître la surface routière trop inclinée (voir les captures d'écran dans la section Élévation de surface). Ensuite, nous avons créé un nouveau service d'élévation de surface et un service couche scène nuage de points.<\/P> <\/P>
Le premier service nuage de points que nous avons créé incluait tous les points lidar. Mais lorsqu’il était visualisé dans l’application tour, nous avons remarqué que les points au sol entraient visuellement en conflit avec la surface d’élévation qui devient plus grossière à distance éloignée. Pour éliminer cette perturbation visuelle, nous avons filtré le jeu LAS pour exclure les points classifiés au sol ainsi que tous ceux situés à moins de 1,5 mètre au-dessus du sol. (Leçon apprise : tous les points lidar ne doivent pas nécessairement être conservés dans le service couche scène nuage.) La hauteur de 1,5 mètre suffisait pour retirer les points au sol tout en conservant petits arbustes, clôtures et autres éléments. Le nombre de points restants pour le package de couche de scène de nuage de points était un peu plus de 3 milliards, moins de la moitié des 7 milliards de points d'origine. Nous avons utilisé l'outil Create Point Cloud Scene Layer Package et l'avons configuré sur Scene Layer Version 2.x. Le package a été téléchargé avec Share Package, puis publié dans ArcGIS Online.<\/P>
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Imagerie orthomosaïque<\/SPAN><\/H4>L'application de visite fonctionnait déjà au moment où nous avons reçu la nouvelle imagerie, mais nous étions très enthousiastes en la voyant ! Nous avons créé un service d'images à utiliser comme « fond de carte » dans l'application de visite, et nous l'avons utilisé pour coloriser le nuage de points lidar.<\/P><\/P>L'imagerie Aeroptic était une orthomosaïque couleur naturelle à 10 cm, collectée en même temps que le lidar, fournie en 50 fichiers TIFF. La première étape pour créer un service d'images à partir de ces données a été d'ajouter les fichiers à un jeu de données mosaïque pour les agréger en une seule image. L'imagerie semblait un peu trop sombre, nous avons donc appliqué une fonction d'étirement au jeu de données mosaïque pour augmenter sa luminosité. Pour garantir que les applications puissent accéder aux pixels avec une haute performance, nous avons généré un cache de tuiles à partir du jeu de données mosaïque en utilisant l'outil Manage Tile Cache . Pour préserver tous les détails de l'imagerie originale à 10 cm, nous avons construit le cache jusqu'à un Niveau de Détail (LOD) de 23, qui a une taille de pixel de 3,7 cm. Enfin, nous avons généré un package de tuiles à partir du cache en utilisant l'outil Export Tile Cache , téléchargé le package sur ArcGIS Online, puis publié le package téléchargé comme couche d'imagerie.<\/P><\/P>Nous avons utilisé l'outil Colorize LAS <\/SPAN>de géotraitement pour appliquer les couleurs rouge, vert et bleu (RGB) issues de l'imagerie aux fichiers lidar. Les couleurs RGB sont enregistrées dans les fichiers LAS et peuvent être utilisées pour afficher les points, ainsi que par d'autres méthodes comme par Élévation, Classe et Intensité. Afficher les points LAS avec RGB crée une scène très réaliste, sauf à quelques endroits comme là où une branche d'arbre pend au-dessus de la ligne jaune centrale de la route et devient alors la couleur jaune vif.<\/P><\/P>
<\/P> Lidar avant colorisation &nbps;Lidar après colorisation<\/SPAN><\/EM><\/P> <\/P>L'imagerie a également aidé à la classification manuelle des points lidar autour des ponts. Nous avons édité beaucoup de points et recréé l'élévation de surface afin qu'elle corresponde mieux à l'imagerie. Voici le même pont que dans les captures d'écran ci-dessus dans la section Élévation de Surface<\/SPAN>:<\/P><\/P> 
<\/P> Nouvelle imagerie RGB et lidar original comme élévation de surface Nouvelle imagerie RGB et lidar traité plus en profondeur comme élévation<\/EM><\/SPAN><\/P> <\/SPAN><\/P>Réseau routier<\/SPAN><\/H4>The Nature Conservancy a fourni un ensemble de données du vaste réseau routier dans la Réserve, qui comprend plus de 245 miles de routes, dont plus de 10 miles de routes pavées et plus de 230 miles de routes et sentiers en terre.<\/P><\/P>Lorsque nous avons affiché les données routières sur la nouvelle imagerie acquise, certaines lignes routières ne correspondaient pas à l'imagerie, nous avons donc modifié les sommets des routes pour mieux correspondre. Nous avons ensuite créé un service personnalisé pour la tâche d'itinéraire qui incluait des valeurs d'élévation provenant du nouveau service d'élévation, ce qui a permis que ces valeurs d'élévation fassent partie des itinéraires résultants lorsqu'un itinéraire est créé.<\/P> <\/P>Limite de la Réserve<\/SPAN><\/H4>La ligne délimitant la Réserve est disponible sur ArcGIS Online en tant que service d'entités. Nous n'avons pas créé cette limite à partir du lidar, mais avons ajouté le service à la scène web comme décrit ci-dessous.<\/P> <\/P>L'application Visite Virtuelle<\/SPAN><\/H4>Une scène web 3D contenant les routes, le nuage de points, l'imagerie et la ligne de la Réserve a été créée dans ArcGIS Online, et le nouveau service d'élévation a été ajouté comme couche d'élévation du sol. La scène web a été intégrée dans l'application Jack and Laura Dangermond Preserve Tour Application, qui a été construite en utilisant la dernière version de l'ArcGIS API for JavaScript.<\/P>L'application est une visite virtuelle sur les routes et sentiers dans la Réserve. La personne utilisant l'application peut choisir deux emplacements ou plus pour créer un itinéraire. Un bouton Lecture démarre une balade virtuelle depuis le premier emplacement et suit les sentiers jusqu'aux points suivants. La vue principale montre les sentiers et les emplacements, et un marqueur se déplace le long des sentiers. Une carte insérée montre la vue des images au sol et des points lidar depuis la perspective du véhicule virtuel qui se déplace le long du sentier.<\/P><\/P>
<\/P><\/P>Cette application a été créée avec un accès sécurisé pour The Nature Conservancy car elle fournit un nouvel outil au personnel TNC pour explorer et visualiser la Réserve. En tant que telle, elle n'est pas disponible publiquement.<\/P><\/P> <\/P>Plus d'informations<\/SPAN><\/H4>À Nature's Crossroads : La Jack and Laura Dangermond Preserve, le dernier vaste territoire sauvage côtier du sud de la Californie, est protégée pour toujours.<\/A> (Story Map)<\/LI>The Nature Conservancy préserve un ranch côtier de 24 000 acres à Point Conception grâce à un don de 165 millions $ des fondateurs d'Esri<\/A><\/LI><\/UL>Un don historique de terres vierges pour inspirer l'élite technologique<\/A><\/LI>Jack and Laura Dangermond font un don majeur pour permettre la préservation du littoral emblématique californien<\/A><\/LI>Prendre de meilleures décisions avec ArcGIS grâce aux données Lidar<\/A> <\/LI>Cartographier et modéliser les données Lidar avec ArcGIS Pro<\/A> (tutoriel)<\/LI><\/UL>
