Erstellung einer topografischen Karte aus einer Punktwolke
May 8, 2024Eine hochwertige Punktwolke ist ein idealer Ausgangspunkt für einen GIS-Workflow zur Analyse und Modellierung der Topografie eines Gebiets. Die Werkzeuge von Global Mapper Pro ermöglichen es Anwendern, eine Rohpunktwolke zu verarbeiten, um den LiDAR-Daten Bedeutung zu verleihen und zahlreiche abgeleitete Datenebenen zu erstellen. Dank der umfassenden Funktionen von Global Mapper Pro lässt sich aus einer einzigen Eingabeebene – einer Punktwolke – eine topografische Karte oder ein 3D-Datensatz generieren, der natürliches Gelände und künstliche Strukturen detailliert modelliert.
Die Rohpunktwolke wird hier anhand der Höhenlage visualisiert. In diesem Datensatz sind alle Punkte zu Beginn nicht klassifiziert.
Klassifikation
Eine Punktwolke beschreibt die Vegetation, natürliche Merkmale und künstliche Objekte in einem Untersuchungsgebiet. Der erste Schritt bei der Datenaufbereitung aus einer Rohpunktwolke ist die Klassifizierung. Dabei werden die Punkte in definierte Klassen eingeteilt, die den Punktwolkendaten zusätzliche Bedeutung verleihen. Nach der Klassifizierung können die Punktklassen in den nachfolgenden Prozessen entweder berücksichtigt oder ausgeschlossen werden.
Das automatische Punktwolkenanalyse-Tool von Global Mapper Pro bietet integrierte Klassenmodelle für häufig identifizierte Punktwolkenklassen: Lärm, Boden, Vegetation, Gebäude, Masten und Stromleitungen. Nicht alle diese Klassen müssen in jedem Datensatz identifiziert werden. Für Datensätze, die dies erfordern, ermöglicht das Tool in Global Mapper die Ausführung mehrerer Klassifizierungsroutinen mit einem einzigen Klick.
Durch Ankreuzen der Kontrollkästchen für die Klassen, die Sie in der Punktwolke identifizieren möchten, und anschließendes Klicken auf „Features klassifizieren“ wird Global Mapper Pro veranlasst, die Punktwolke zu analysieren und Punkte allen ausgewählten Klassen zuzuordnen.
Über die grundlegenden Klassen hinaus ermöglicht die geometrische Segmentierung und die benutzerdefinierte Klassifizierung in Global Mapper Pro die Identifizierung von Objekten in der Punktwolke und die Anwendung zusätzlicher Klassifizierungen. In diesem Datensatz wurde die geometrische Segmentierung verwendet, um befestigte Flächen anhand von Krümmungs- und Intensitätswerten zu identifizieren. Anschließend wird den identifizierten Bodenpunkten, die befestigte Flächen repräsentieren, eine benutzerdefinierte Klasse zugewiesen. Fahrzeuge und andere kleinere Objekte auf der Bodenoberfläche bleiben unklassifiziert, wodurch sich diese Punkte in Global Mapper Pro leicht herausfiltern lassen.
Mit der Klassifizierung der Punktwolke erhält der Datensatz eine deutlichere topografische Bedeutung.
Extrahierung
Das zentrale Element in diesem Untersuchungsgebiet ist ein Einkaufszentrum. Um die Gebäudemerkmale auf diesem Grundstück besser zu modellieren, können mithilfe eines weiteren Abschnitts des automatischen Punktwolkenextraktionswerkzeugs von Global Mapper Pro, der Extraktion , Vektormerkmale aus der Punktwolke erstellt werden . Ausgehend von einer klassifizierten Punktwolke erzeugt der Extraktionsabschnitt des automatischen Analysewerkzeugs Vektormerkmale, die die Objekte in den Punktwolkendaten repräsentieren. Da die Punktwolke ein 3D-Datensatz ist, sind auch die daraus extrahierten Vektormerkmale dreidimensional.
Die benutzerdefinierte Parkplatzfläche in diesem Datensatz kann auch mithilfe der Punktauswahl und der Option zur Erstellung von Digitalisierer-Bereichsmerkmalen extrahiert werden. Dank der vielen verschiedenen Auswahlmodi und der Leistungsfähigkeit des Punktwolken-Segmentierungswerkzeugs in Global Mapper Pro lässt sich für nahezu jedes in einer Punktwolke identifizierte Merkmal ein Begrenzungsbereich generieren.
Terrain
Da der Boden in diesem Datensatz klassifiziert wurde , lässt sich aus den Bodenpunkten ein Rastergeländemodell, auch bekannt als digitales Höhenmodell oder Höhenraster, erstellen. Das Werkzeug „Höhenraster erstellen“ in Global Mapper Pro bietet verschiedene Methoden zur Rastererstellung sowie die Möglichkeit, die Punkte nach Klassifizierung oder anderen Merkmalen zu filtern. Durch Filtern auf die Bodenpunkte und Anwenden einer Binning-Methode kann ein Geländemodell ohne Boden erstellt werden.
Die generierte Geländeoberfläche dient als Basis für die extrahierten Gebäudeelemente.
Konturlinien
Um die Geländebeschaffenheit in diesem Gebiet genauer zu untersuchen, kann Global Mapper verwendet werden, um aus dem im Arbeitsbereich vorhandenen Geländemodell 3D-Vektor-Höhenlinien zu generieren. Höhenlinien liefern dem Betrachter einer 2D-Karte eine zusätzliche topografische Informationsebene. In Global Mapper werden sie im vom Benutzer festgelegten Intervall mit Vektorbeschriftung und Formatierungsoptionen generiert und tragen so zur Beschreibung des Geländes bei.
Bild
Das Werkzeug „Höhenraster erstellen“ von Global Mapper ist etwas irreführend benannt, da es Bildebenen aus anderen Attributen einer Punktwolke generieren kann. Sind RGB-Farbwerte, Intensität, Klassifizierungscode und weitere Attribute in einer Punktwolke vorhanden, können diese verwendet werden, um eine Bildebene für den Punktwolkenbereich zu erstellen. In diesem Workflow enthält die Quellpunktwolke keine RGB-Farbwerte. Da sie jedoch klassifiziert wurde, können die Punktklassifizierungscodes in ein Bild umgewandelt werden. Dies liefert zusätzliche Informationen zum Bereich.
Bevor dieses Bild aus der Punktwolke erzeugt wurde, wurden die Farben, die zur Darstellung der einzelnen Klassifizierungen verwendet wurden, so verändert, dass sie im Ausgabebild weicher erscheinen.
Erstellen der Karte
Alle aus der ursprünglichen Punktwolkenebene dieses Workflows erstellten Layer lassen sich zu einer topografischen Karte zusammenfügen. Durch die Gestaltung der Vektorobjekte und die Anordnung der Layer im Arbeitsbereich kann die Datendarstellung für die Kartenpräsentation präzise angepasst werden. Im Kartenlayout-Editor, einem Werkzeug zum Erstellen von Karten für den Export als Bild oder zum Drucken, können zusätzliche Kartenelemente wie Legende, Maßstabsleiste und Titel hinzugefügt werden.
Die Texturierung des Klassifizierungscodes durch eine Geländeschattierung und die Darstellung der Höhenlinien mittels eines Höhenshaders tragen dazu bei, die topografischen Informationen dieses Gebiets in einer 2D-Karte zu vermitteln.
Mit den leistungsstarken Analyse- und Bearbeitungswerkzeugen von Global Mapper Pro lassen sich aus einer einzigen Punktwolke vielfältige Datentypen generieren, um topografische Karten zu erstellen. Testen Sie diesen Workflow und weitere Funktionen von Global Mapper Pro mit Ihren Daten – laden Sie noch heute die 14-tägige kostenlose Testversion herunter!
