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Usando Lidar da Jack and Laura Dangermond Preserve

CarolSousa

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Lidar<\/A> oferece um vislumbre fascinante da paisagem da Reserva Jack and Laura Dangermond. Usando um serviço de elevação do terreno e uma nuvem de pontos criada a partir do lidar, e imagens em cores naturais, criamos um aplicativo interativo de roteamento que permite aos usuários dirigir virtualmente pela Reserva.<\/P>

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Este artigo vai contar como criamos este aplicativo e algumas coisas que aprendemos ao longo do caminho.<\/P>

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A Reserva Jack and Laura Dangermond<\/SPAN><\/H2>Em 2018, a Reserva Jack and Laura Dangermond foi estabelecida após uma doação filantrópica de Jack e Laura que permitiu à The Nature Conservancy comprar o terreno de mais de 24.000 acres ao redor de Point Conception, Califórnia. <\/SPAN>A Reserva protege mais de oito milhas de costa quase intocada e habitat costeiro raro conectado no Condado de Santa Barbara, e inclui as fazendas particulares de gado Cojo e Jalama. A terra é reconhecida por estar em condição ecológica tremenda e apresenta uma confluência de valores ecológicos, históricos e culturais através das histórias dos nativos americanos, espanhóis e americanos que co-evoluíram por milênios. A área também abriga pelo menos 39 espécies ameaçadas ou com status especial. A Reserva servirá como um laboratório natural, não apenas para estudar sua biodiversidade e habitats únicos, mas também como um lugar onde GIS pode ser usado para estudar, gerenciar e proteger suas qualidades únicas<\/SPAN>.<\/SPAN><\/P><\/P><\/P> Mapa cortesia da The Nature Conservancy e Esri<\/EM><\/SPAN><\/P>
<\/H2>Lidar e Imagens<\/SPAN><\/H2>Pouco depois que a Reserva foi estabelecida, a Aeroptic, LLC, uma empresa de imagens aéreas, capturou imagens aéreas lidar e ortomosaicos em cores naturais sobre a Reserva.<\/P><\/P>Lidar (detecção e alcance por luz) é uma técnica óptica de sensoriamento remoto que usa lasers para enviar pulsos de luz e depois mede quanto tempo cada pulso leva para retornar. O lidar é mais frequentemente capturado usando dispositivos laser aerotransportados, e produz conjuntos massivos de dados em nuvem de pontos que podem ser gerenciados, visualizados, analisados e compartilhados usando ArcGIS. Nuvens de pontos lidar são usadas em muitas aplicações GIS, como manejo florestal, modelagem de inundações, gerenciamento da linha costeira, detecção de mudanças e criação de modelos 3D realistas.<\/P><\/P>Quando as imagens são capturadas ao mesmo tempo que o lidar, como fez a Aeroptic, informações complementares são obtidas. A informação espectral da imagem pode ser adicionada à informação 3D do lidar, permitindo resultados de análise mais precisos. Mais sobre as imagens depois; recebemos o lidar primeiro, enquanto a Aeroptic ainda estava processando as imagens.<\/P> <\/P>Lidar original<\/SPAN><\/H4>A Esri obteve o lidar e começamos a trabalhar com ele. O lidar original foi voado em três passagens: uma Norte-Sul, uma Leste-Oeste e outra Noroeste-Sudeste. A densidade média de pontos foi de 11,1 pontos por metro quadrado. A precisão vertical estimada era cerca de +\/- 6 cm. A altura média do voo foi 5253 pés (1640 metros) altura GPS. Os dados estavam no sistema de coordenadas UTM Zona 11. Os arquivos originais foram verificados quanto à qualidade, depois divididos em blocos (tiled) e classificados como Solo pela Aeroptic. Recebemos 121 arquivos LAS com um total de mais de 7 bilhões de pontos las – 7.020.645.657.<\/P><\/P>Fizemos mais controle de qualidade para buscar pontos inconsistentes (chamados outliers). Uma forma que verificamos outliers foi criar um DSM a partir do conjunto LAS, e procurar locais suspeitos em 2D, depois usar a Visualização Perfil<\/A> 3D no ArcMap para encontrar os pontos problemáticos. Outro método que usamos foi criar uma elevação da superfície a partir dos pontos classificados como solo, depois fazer verificações pontuais no ArcGIS Pro, especialmente ao redor das pontes. Desclassificamos muitos pontos classificados como solo que faziam a superfície da estrada parecer muito inclinada (veja as capturas na seção Elevação da Superfície). Depois criamos um novo serviço de elevação da superfície e um serviço camada cena nuvem de pontos.<\/P>
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Elevação da Superfície a partir do lidar<\/SPAN><\/H4>Criar a elevação da superfície foi uma grande tarefa. O sistema Ajuda do ArcGIS Pro descreve o processo para fazer isso, e seguimos esse processo. Aqui estão as ferramentas na ordem em que as usamos. Note que os parâmetros listados para as ferramentas não incluem todos os parâmetros da ferramenta, apenas os mais especificamente importantes.<\/SPAN><\/P><\/P>Ferramentas do ArcGIS Pro<\/P>Criar Conjunto Mosaico<\/A><\/P>
Adicionar Rasters ao Conjunto Mosaico<\/A> 93 muito importante definir especificamente os seguintes parâmetros:<\/P>
Tipo Raster<\/EM> 93 Conjunto LAS<\/EM>
Propriedades do Tipo Raster<\/EM>, aba Conjunto LAS<\/EM>:Tamanho do pixel<\/EM> 93 932<\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/><\/>2<\/>
O número de pontos que permaneceu para o pacote de camada de cena de nuvem de pontos foi um pouco mais de 3 bilhões, menos da metade dos 7 bilhões de pontos originais. Usamos a ferramenta Create Point Cloud Scene Layer Package e configuramos para Scene Layer Version 2.x. O pacote foi carregado com Share Package, e então publicado no ArcGIS Online.<\/P> <\/P>Imagens ortomosaicas<\/SPAN><\/H4>O aplicativo de tour já estava funcionando quando recebemos as novas imagens, mas ficamos muito animados quando as vimos! Criamos um serviço de imagem para usar como o 1 mapa base 7 no aplicativo de tour, e o usamos para colorir a nuvem de pontos lidar.<\/P><\/P>A imagem Aeroptic era um ortomosaico colorido natural de 10 cm, coletado ao mesmo tempo que o lidar, entregue em 50 arquivos TIFF. O primeiro passo para construir um serviço de imagem a partir desses dados foi adicionar os arquivos a um conjunto de mosaico para agregá-los em uma única imagem. A imagem parecia um pouco escura demais, então aplicamos uma função de estiramento ao conjunto de mosaico para aumentar seu brilho. Para garantir que os aplicativos pudessem acessar os pixels com alto desempenho, geramos um cache de azulejos a partir do conjunto de mosaico usando a ferramenta Manage Tile Cache . Para preservar todos os detalhes da imagem original de 10 cm, construímos o cache até um Nível de Detalhe (LOD) 23, que tem um tamanho de pixel de 3,7 cm. Finalmente, geramos um pacote de azulejos a partir do cache usando a ferramenta Export Tile Cache , carregamos o pacote no ArcGIS Online e então publicamos o pacote carregado como uma camada de imagem.<\/P><\/P>Usamos a ferramenta Colorize LAS<\/SPAN> <\/SPAN>de geoprocessamento para aplicar as cores vermelho, verde e azul (RGB) das imagens aos arquivos lidar. As cores RGB são salvas nos arquivos LAS e podem ser usadas para exibir os pontos, junto com outros métodos como por Elevação, Classe e Intensidade. Exibir os pontos LAS com RGB cria uma cena muito realista, exceto por alguns lugares como onde um galho de árvore passa sobre a linha amarela central da estrada e então se torna da cor amarelo brilhante.<\/P><\/P><\/P> Lidar antes da coloração Lidar após a coloração<\/SPAN><\/EM><\/P> <\/P>As imagens também ajudaram na classificação manual dos pontos lidar ao redor das pontes. Editamos muitos pontos e recriamos a elevação da superfície para que combinasse melhor com as imagens. Aqui está a mesma ponte das capturas acima na seção Elevação da Superfície<\/SPAN>:<\/P><\/P> <\/P> Nova imagem RGB e lidar original como elevação da superfície Nova imagem RGB e lidar processado adicionalmente como elevação<\/EM><\/SPAN><\/P> <\/SPAN><\/P>Rede Rodoviária<\/SPAN><\/H4>A Nature Conservancy forneceu um conjunto de dados da vasta rede rodoviária na Reserva, que inclui mais de 245 milhas de estradas, com mais de 10 milhas pavimentadas e mais de 230 milhas de estradas e trilhas não pavimentadas.<\/P><\/P>Quando exibimos os dados das estradas sobre as imagens recém-adquiridas, algumas linhas das estradas não coincidiam com as imagens, então editamos os vértices das estradas para melhor correspondência. Em seguida, criamos um serviço personalizado de tarefa de rota que incluía valores de elevação do novo serviço de elevação, o que permitiu que os valores de elevação fizessem parte das rotas resultantes quando uma rota é criada.<\/P> <\/P>Limite da Reserva<\/SPAN><\/H4>A linha limite que contorna a Reserva está no ArcGIS Online como um serviço de feição. Não criamos o limite a partir do lidar, mas adicionamos o serviço à cena web conforme descrito abaixo.<\/P> <\/P>O Aplicativo do Tour Virtual<\/SPAN><\/H4>Uma cena web 3D contendo as estradas, nuvem de pontos, imagens e a linha da Reserva foi criada no ArcGIS Online, e o novo serviço de elevação foi adicionado como camada de elevação do terreno. A cena web foi incorporada ao Aplicativo do Tour da Jack and Laura Dangermond Preserve, que foi construído usando a versão mais recente do ArcGIS API for JavaScript.<\/P>O aplicativo é um tour virtual sobre estradas e trilhas na Reserva. A pessoa que usa o app pode escolher dois ou mais locais para criar uma rota. Um botão Play inicia uma viagem virtual do primeiro local e percorre as trilhas até os próximos pontos. A vista principal do aplicativo mostra as trilhas e os locais, e um marcador se move ao longo das trilhas. Um mapa inserido mostra a vista das imagens do terreno e dos pontos lidar da perspectiva do veículo virtual enquanto se move pela trilha.<\/P><\/P><\/P><\/P>Este aplicativo foi criado com acesso seguro para The Nature Conservancy pois fornece uma nova ferramenta para a equipe TNC explorar e visualizar a Reserva. Como tal, não está disponível publicamente.<\/P><\/P> <\/P>Mais informações<\/SPAN><\/H4>Em Nature's Crossroads: a Jack and Laura Dangermond Preserve, o último vasto trecho selvagem costeiro no Sul da Califórnia, é protegido para sempre.<\/A> (Story Map)<\/LI>The Nature Conservancy preserva fazenda costeira de 24.000 acres em Point Conception com presente de $165 milhões dos fundadores da Esri<\/A><\/LI><\/UL>
Um presente histórico de terra intocada para inspirar a elite da tecnologia<\/A><\/LI>Jack and Laura Dangermond dão grande presente para possibilitar preservação da icônica costa da Califórnia<\/A><\/LI>Tome melhores decisões usando ArcGIS com dados Lidar<\/A> <\/LI>Mapeamento e modelagem dos dados Lidar com ArcGIS Pro<\/A> (tutorial)<\/LI><\/UL>

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Comentários

JohnSchweisinger1

Very Cool! Is there a way to view this online? Great Job!

CarolSousa

We are sorry that the app is not available online, but we cordially invite you to visit us in the Redlands Geo Experience Center to try it in person on the big touch screen!

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