UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS - ESPE CARRERA DE INGENIERÍA GEOGRÁFICA Y DEL MEDIO AMBIENTE Manual de clasificación de información LIDAR usando la plataforma Global Mapper Elaborado por: Campoverde Raúl Satián Diego
Tutor: Ing. Eduardo Kirby P.
17 DE MARZO DEL 2015
GLOBAL MAPPER Global Mapper es un Sistema de Información Geográfica desarrollado por Blue Marble Geographics, y que actualmente compite con ESRI, GeoMedia, Sistema Múltiple, y Mapinfo que también son productos GIS. Su costo es bastante asequible tal como lo muestra la página http://www.globalmapper.com (Ver Figura 1).
Figura 1. Costo del producto
Global Mapper es un programa muy completo que cuenta con una amplia gama de funciones desde el diseño y visualización de mapas, rectificación de imágenes, generación de modelos digitales, generación de curvas de nivel hasta llegar al tratamiento y clasificación de datos Lidar objeto del presente estudio.
Características de Global Mapper
Soporte para más de 200 formatos: datos raster, de vectores, de elevación...
Importa y exporta desde bases de datos espaciales.
Accede a datos en la nube gracias a la integración online.
Incluye soporte para datos KML y KMZ nativos de Google Earth.
Accede a material de DigitalGlobe, D igitalGlobe, OpenStreetMap y TerraServer-USA/MSRMaps.
Opcional Módulo LiDAR para procesamiento avanzado
Biblioteca de GeoCalc con la nueva barra de herramientas
INSTALACIÓN DEL SOFTWARE El software crakeado Global Mapper V. 15.2.3 se lo puede descargar en la página https://mega.co.nz/#!355kGLjB!0JnarYR1HyEaN6ZMRS8W5ph84n-JsZccp9Bdjm49AEM En esta página web ofrece un archivo .rar donde se encuentra tanto el ejecutable como el crack incluida la extensión de Lidar.Para descomprimir el archivo .rar ingresar la clave: U2008200187 y ejecutar el set up del software.
Luego poner Next> en todas las pantallas del ejecutable y f inalmente copiar el crack en la carpeta donde se guardó el software, generalmente en archivos de programa. Figura 1. Instalación del software
BASE PRÁCTICA Activación de la licencia Lidar Previo a realizar cualquier operación concerniente a Lidar se debe activar las opciones de clasificación que ofrece el módulo para Global Mapper versión 15.2 + Lidar. En el interfaz principal seleccionar “Set up Favorite List” y activar todas los ítems concernientes a la clasificación, luego aceptar con “Ok” (Ver Figura 2)
Figura 2. Activación de módulo Lidar
Si se tuviera algún problema con las opciones Lidar mencionadas en el párrafo anterior, será necesario activar las opciones de licencia. Para e sto dar clic en “Help” y luego en “Module/Extension Licence Manager”. Luego activar las licencias para Lídar que luego de aceptar funcionará normalmente (Ver Figura 3).
Figura 3. Activación de licencias
Abrir un fichero/nube de puntos LIDAR. Ir al Menú Archivo y desplegar la ventana de opciones donde se encuentra la opción “abrir”, que direcciona a las carpetas de archivos en donde se ubica la información para trabajar. Ver Figura 4.
Archivo
Figura 4. Área de Trabajo
Luego de seleccionar el fichero de trabajo, ir a la opción “Abrir” e inmediatamente se desplegará una ventana con las datos de referencia y proyección de la nube de puntos. Finalmente se desplegará la información seleccionada previamente aceptado los ítems de clasificación (Ver Figura 5 y 6 respectivamente).
Figura 5. Parámetros de proyección
Tipo de representación de la nube de untos
Parámetros de Clasificación
Exageración vertical
Selección de Tipos de retorno
Figura 6. Opciones de clasificación Lidar
Datos de Elevación
Figura 7. Nube de Puntos Clasificada
En principio se desplegará una Figura como la que tenemos en la vista anterior (Ver Figura 7), dicha vista contiene la nube de puntos de un vuelo LIDAR ya clasificada bajo las especificaciones dadas en la Figura 6. También se muestran los retornos considerados en dicha clasificación, que para este caso se el software considera hasta 4 retornos por pulso.
Desplegar una Figura Ir al Menú Archivo y desplegar la ventana de opciones donde se encuentra la opción “abrir”, que direcciona a las carpetas de archivos en donde se ubica la información para trabajar. Ver Figura 4. Habrá que observar la proyección y el sistema de referencia con que se desplegará esta Figura, de lo contrario se tendrá que seguir un proceso de rectificación adicional.
Figura 8. Proyección de la Figura
Figura 9. Visualización de la Figura y la Nube de Puntos
En la Figura 10 se puede observar un zoom Figura-nube de puntos donde observamos como calza la clasificación de acuerdo a parámetros de altura, tanto de edificios como de vegetación.
Figura 10. Figura vs Nube de puntos
Para observar los metadatos de la nueve de puntos obtenida, en “Overlay Contro Center” dar clic en “Metadata”. Como resultado obtendremos una ventana que nos mostrará todas las especificaciones del archivo Las que hemos desplegado. Un dato importante es la densidad de puntos por metro cuadrado, el cual se convierte en un dato importante para considerar la precisión de la nube de puntos (Ver Figura 11).
Densidad de puntos por metro cuadrado
Figura 11. Metadatos del Lidar
Finalmente entre las opciones que nos presenta Global Mapper Lidar están el sinnúmero de vistas de acuerdo intensidad, clasificación, retornos, etc. Para esto damos clic en “Options” y se desplegará la ventana que observamos en la Figura 12 con las diferentes vistas:
Figura 12. Vista por intensidad
Edificación
Suelo
Vegetación
Figura 13. Vista por Clasificación
Como se observa en la Figura 13, la clasificación fue realizada con una calidad relativamente buena, puesto que se puede discernir muy bien entre edificaciones (tonalidad anaranjada), árboles (tonalidad verde) y suelo desnudo (tonalidad café)
BARRA DE HERRAMIENTAS PARA CLASIFICACIÓN
Figura 14. Paleta de extensión Lidar en Global Mapper V 16.1
La barra de herramientas propia de la extensión Lidar, cuenta con múltiples opciones para realizar una clasificación más específica de acuerdo al objetivos del proyecto que se esté manejando. A continuación se mostrará las opciones principales y su funcionamiento.
Clasificación en color verdadero La clasificación por default que ofrece el software es por diferencia de elevación de cada punto. Es muy similar a la clasificación en color verdadero. Para esto se debe ubicar en la
ventana que se observa al lado izquierdo de la barra de herramientas de Lidar y escogemos la opción Color by Lidar RGB/Elev (Ver Figura 15.)
Figura 15. Clasificación en color verdadero y por elevación
También es posible extraer los colores tal cual la Figura utilizando el paso descrito anteriormente. Para esto desplegar una Figura corregida u ortofoto (Ver Figura 7) y ubicar la opción en la barra de herramientas Apply Color to Lidar Points . El resultado será una nube de puntos con los colores propios de la Figura (Ver Figura 16 y 17)
Apply Color to Lidar Points
Figura 16. Proceso de Clasificación en color verdadero
Figura 17. Resultado de la Clasificación en color verdadero
Visualización de nube de puntos en 3D Para realizar una visualización tridimensional de la clasificación por color verdadero, ubicar la vista 3D en la barra de herramientas general. Esta desplegará una ventana extra con la visualización mencionada (ver Figura 18)
Figura 18. Vista 3D de la clasificación
Clasificación por número de retornos Ubicar en la barra de herramientas Lidar, la opción Color Lidar by Return Number y el resultado será una clasificación que alcanza hasta el quinto retorno, tal como se observar en la Figura 19, donde se observa una leyenda con el color que corresponde al número de retorno.
Figura 19. Clasificación por retornos
También se puede observar los retornos según sus clases particulares, es decir se puede escoger el número de retorno que se desea visualizar. Para esto escoger en la barra de herramientas de Lidar, la opción Filter Lidar Data (Ver Figura 20.) Esta opción mostrará la interfaz donde se escogerá el número de retorno que se desea observar, luego dar clic en Apply. El resultado lo observaremos en la vista principal (Ver Figura 21.)
Figura 20. Opción Filter Lidar Data
Figura 21. Visualización del Retorno Número 2
Clasificación automática de puntos en el suelo Otra de las opciones que ofrece la extensión Lidar es la de clasificación automática donde a través de la definición de unos parámetros de elevación correspondientes al mínimo valor medido desde el suelo. Para esto ubicar la opción Automatic Classification of ground points en la barra de herramientas de Lidar. En la ventana que se despliega, definir los parámetros de clasificación requeridos (Ver Figura 22). Resultado de esto se tendrá una clasificación para lo que se determine como suelo y otra corresponderá a los puntos no clasificados (Ver Figura 23 .)
Figura 22. Clasificación automática de puntos en el suelo
Figura 23. Visualización de Suelo y puntos no clasificados
Clasificación automática de edificaciones y vegetación En la versión 16.1 de Global Mapper tiene una clasificación extra que corresponde a una clasificación por parámetros de elevación según la zona de estudio específicamente para detectar edificaciones y vegetación. El resultado será una discriminación de las zonas más elevadas según los parámetros con que se configuro el algoritmo. Para esto ubicar la opción Automatic classification of building/vegetation Lidar points en la barra de herramientas Lidar (Ver Figura 24 y 25).
Figura 24. Clasificación automática de Edificaciones y Vegetación
Figura 25. Visualización de Clasificación automática de edificaciones y Vegetación
Extracción de los límites de las edificaciones En la versión 16.1 de Global Mapper se dispone de la opción Extract en la barra de herramienta de Lidar para extraer los límites de las edificaciones, así como vectorizar la vegetación. Las edificaciones en polígonos y la vegetación en puntos (Ver Figura 26 y 27)
Figura 26. Extracción automática de edificaciones
Figura 27. Visualización de Edificaciones extraídas
