Reinigungsblockmuster aus dem städtischen LIDAR (von den Straßen emporgehobene Blöcke)

Wir haben einen 1 Meter langen LIDAR DEM aus einer Stadt.

Eine kleine Teilmenge kann von diesem Link heruntergeladen werden :

Dieser Screenshot zeigt rohes DEM mit grauer Palette (dunklere Gürtel sind Straßen und graue und weißliche Rechtecke sind Blöcke):

Dies entspricht einem Ort in Santo Domingo, der in diesem Google-Screenshot zu sehen ist:

Im Durchschnitt werden Blöcke ca. "angehoben". 2 Meter von den Straßen entfernt , was nicht stimmt. Wir möchten ein sauberes DEM, um ein Stream-Netzwerk und einen topografischen Feuchtigkeitsindex (TWI) zu generieren. Mit dem mitgelieferten DEM (wir haben nicht die Originalbänder vom Laserscanner) schien das hydrgraphische Netzwerk einem rechteckigen Layout zu folgen, und TWI führte zu einem Blockmuster . Diese Bilder zeigen die Ergebnisse:

Dies ist das Stromnetz Ergebnis erzeugt mit r.watershedin Grass GIS:

Und dies ist das TWI-Ergebnis, generiert mit SAGA:

Wir haben einige Verfahren versucht , um diese Ungenauigkeit ohne Erfolg zu beheben:

1) Entrauschungswerkzeug . Wir haben r.denoiseTool in angewendet Grass GIS, aber einige Probleme mit der Modulinstallation bekommen. Wir haben es erneut mit einer Shell in Windows ausgeführt und eine Meldung mit unzureichendem Speicher erhalten.

2) Filter . Wir liefen verschiedene Arten von Filter (Tiefpass, Median, Mittelwert, etc.), mit verschiedenen Fenstern Größen und versuchen , Gewicht in Richtung der Straße zu setzen ( Grass GIS, SAGA, QGIS).

3) Geostatistik . Wir haben Punktwolken ausschließlich über Straßen generiert (1000 und 2000 Punkte ausprobiert), ein Variogrammmodell generiert und dann ein gewöhnliches Krigging ausgeführt, um Blöcke zu füllen. Variogrammmodellierung und gewöhnliches Krigging wurden unter RVerwendung verschiedener Pakete durchgeführt. Wir haben ein lineares Variogramm, sodass wir uns nicht auf Kriging-Ergebnisse verlassen würden.

4) Andere Werkzeuge . Installiertes ALDPATTool, konnte es jedoch nicht zum Laufen bringen, da das Programm das DEM nicht lesen konnte.

In allen Fällen waren die Ergebnisse in Bezug auf das Entwässerungsnetz nicht gut , da wir das rechteckige Stromnetz nicht vermeiden konnten. Außerdem führte TWI immer noch zu einem Blockmuster .

Insbesondere mit dem OK-interpolierten Ergebnis haben wir ein punktförmiges Muster-DEM erhalten, das das Netzwerkergebnis beeinflusst. Die Wirkung des Blockmusters wurde jedoch verringert.

Wir haben uns auch diese Frage und Antworten angesehen ...

Herausfiltern von Vordächern und Gebäuden aus DSM, um eine nackte Erdhöhe zu erhalten

... was uns umgeleitet hat Whitebox Geospatial Analysis Tools, aber unser DEM nicht konvertieren konnte LAS format. Wir waren uns auch nicht sicher über die Effektivität von Bare-Earth DEM toolfür uns, da es zum Entfernen von halbtransparenten Objekten und nicht zum falschen "Anheben" von Blöcken entwickelt wurde, was unser Fall ist.

Wir möchten immer noch ein qualitativ hochwertiges DEM für unsere hydrografische Analyse generieren, wissen aber nicht, was wir sonst noch versuchen können.

Wenn Sie bereit sind, alternative Software zur Lösung Ihres Problems zu verwenden, kann ich das Tool " Off-Terrain-Objekte entfernen" der plattformübergreifenden Open-Source- Tools für die Geodatenanalyse von GIS Whitebox (von denen ich leitender Entwickler bin) vorschlagen . Mir ist klar, dass Sie in Ihrer Frage gesagt haben, dass Sie Ihre Daten nicht in das LAS-Format konvertieren können, aber das Tool verwendet ein Raster und keine LAS-Datei als Eingabe. Ich denke, Sie haben dieses Tool vielleicht mit dem Bare-Earth-DEM- Tool verwechselt , das eine LAS-Eingabe benötigt. Sie können Ihr Raster-DEM als GeoTIFF-Datei oder als ArcGIS-Gleitkomma-Binärraster (.flt) oder eine beliebige Anzahl anderer gängiger Rasterformate in Whitebox importieren.

Hier ist ein weiteres Beispiel für die Fähigkeit, Gebäude aus einem Raster-DEM zu entfernen:

Wichtig ist, dass der Algorithmus kein Filter ist und daher keine Auswirkungen auf die Höhe von Gitterzellen außerhalb von Geländeobjekten (Gebäuden) hat. Dies ist wichtig, wenn Sie Ihr Bare-Earth-DEM zur Berechnung des Feuchtigkeitsindex verwenden möchten. (Das heißt, ich würde die Nützlichkeit der Schätzung des Feuchtigkeitsindex eines städtischen oder dichten Vorortstandorts in Frage stellen. Außerdem gibt es kein Stromnetz durch die dichte Stadtlandschaft, die Sie in Ihrem Bild zeigen ... Ich bin mir sicher, dass die meisten davon Streams wurden durchgelassen.)

BEARBEITEN

Wenn ich mir den von Ihnen hochgeladenen Beispieldatensatz ansehe, weiß ich nicht, ob Ihr DEM für die Verwendung mit dem Werkzeug "Off-Terrain-Objekte entfernen" geeignet ist. Ich hatte gedacht, dass das Bild, das Sie hochgeladen haben, einfach unter einer schlechten Symbologie leidet, aber ich sehe jetzt, dass es tatsächlich terrassiert ist (dh es gibt große flache Stufen innerhalb des DEM). Sehen Sie sich das folgende Profil Ihres DEM an:

Das Tool basiert auf genauen Neigungsmessungen (die mit Ihrem DEM meiner Meinung nach nicht möglich sind ... dies sollte markiert werden, wenn Sie auch TWI berechnen möchten) und der Beibehaltung scharfer Neigungsgrenzen zwischen der Bodenoberfläche und der Gebäude. In Ihrem Fall ist das DEM jedoch stark geglättet und diese scharfen Kanten sind nicht so offensichtlich (Ihre Häuser scheinen auch etwa 2-3 m hoch zu sein, was etwas seltsam ist). Können Sie das ursprüngliche unverarbeitete LiDAR DEM oder noch besser die Punktwolkendaten in die Hände bekommen? Für Ihre Bewerbung würde ich ernsthaft in Betracht ziehen, das DEM neu zu interpolieren.

Ich muss sagen, dass Sie ohne die ursprüngliche LAS-Punktwolke nur durch Rastermanipulation mehr Ungenauigkeiten in die Daten einbauen. Das bereitgestellte DEM sieht für ein stark urbanisiertes DEM mit einer Auflösung von 1 m relativ sauber aus. Die "emporgehobenen Quadrate" sind das Ergebnis von Triangulationen über Datenhohlräume, bei denen die Gebäude nicht in der endgültigen Bodenklasse enthalten sind. Vielleicht möchten Sie auch berücksichtigen, dass Wasser in der realen Welt nicht wie in Ihrem Modell über ein nacktes Erd-DEM fließt. Die Gebäude werden Grenzen zu tatsächlichen hydrografischen Prozessen darstellen.