Технология LIDAR в картографии

Качество и скорость рисования карты для спортивного ориентирования во многом зависит от качества исходных материалов - топоосновы и аэрофотоснимков.
В последнее время для качественной нарисовки карт появилась замечательная возможность - получить топооснову рельефа местности приготовленную в цифровом виде при использовании технологии LIDAR.В этой статье также будет описана процедура получения аэрофотоснимков (ортофото) с Эстонского ГеоПортала. 

Что такое LIDAR

LIDAR - технология получения данных об удаленных предметах при помощи обработки сигнала отраженного света. Источником света могут быть любые устройства, но чаще всего для этих целей используется лазер. Поверхность земли снимается с самолета летящего на высоте порядка 2.5 км. Количество снимаемых данных - примерно 1 точка на пару квадратных метров, или иначе говоря - расстояние между соседними точками не более 2.5 метров. Точность снимаемых данных более чем достаточна для картографии - погрешность не более 10-12 см!  

Покрытие по Эстонии

Территория Эстонии покрыта оцифроваными LIDAR данными пока не на 100%. Есть данные по всему северному побережью, по западу и на большой территория в районе города Валга.

Как получить LIDAR данные и аэрофото

Для получения материалов нужно 2 вещи - лицензия и заявление на необходимые материалы. Лицензия стоит небольших денег, а вот за материалы придется уже кое-что заплатить. Цена дигитальных LIDAR материалов - 0.06 Евро за 1000 точек, что примерно получается  5-6 Евро за квадратный км местности. Цена аэрофото - порядка 1.5-2 Евро за квадратный километ. Бланки для лицензий и заявления можно скачать на сайте Maaamet-a.

Лицензия

Тип лицензии A - действует сроком до 7 лет и предполагает использование материалов в нескольких проектах. Лицензия B действует 1 год и рассчитана на 1 проект. У лицензии кроме буквы есть еще и цифра от 1 до 4. (детали на эст языке - тут) Я скачивал бланк с лицензией B3. Этой лицензии достаточно чтобы заказать как LIDAR данные так и аэрофото.

Заявление на картографические материалы

Бланк в rtf формате качаем там же. Заполняем все нужные поля. Указываем номера квадратов которые мы хотим получить. Номера ищем на ГеоПортале.

Поиск номера квадрата:

  • В панели инструментов жмем кнопку "+" [1 на картинке], увеличиваем карту до тех пор пока не найдем нужный нам район
  • В панели инструментов жмем первую кнопку [2 на картинке]. Появляется панель настроек.
  • Ставим галочку в поле Kaardilehtede jaotus [3 на рисунке], для получения номеров квадратов для LIDAR данных выбираем масштаб 1:2 000. Для получения номеров квадратов для аэрофото снимков - выбираем масштаб 1:10 000. В результате - на карте будут видны квадраты и их номера. 

 

  • В панели инструментов жмем кнопу "Мета" [1 на рисунке ниже].
  • Кликаем на нужный нам квадрат на карте [2]
  • Смотрим по этому квадрату информацию [3] справа внизу. Там будет видно и номер квадрата для LIDAR данных (масштаб 1:2000) и информация - есть ли в этом квадрате LIDAR данные (LIDAR andmed: jah означает что они существуют :) )

Когда бланк заявления на картографические материалы заполнен, все нужные номера квадратов LIDAR данных и квадратов аэрофотосъемки вписаны - подписываем это заявление  цифровой подписью. В этот же контейнер добавляем и PDF документ-бланк для заявки на лицензию. Этот "контейнер" (файл с расширением .ddoc) отправляем мейлом в Maaamet на email Riina Retu. В течении дня-двух приходит счет после оплаты которого мейлом придет линк для скачивания запрошеных данных с FTP сервера Maaamet-a.

Подготовка "чистых" xyz файлов данных.

LIDAR данные полученые с Maaamet-a содержат не только x, y и z координаты, но и еще некоторую дополнительную информацию, которая нас в общем-то в данный момент никак не интересует. Отфильтровать ненужные данные оставив только координаты можно по этому адресу:
http://osprint.ee/lidar/ - это фильтр сделаный Яном Тармаком. Если файл очень большой (более 20 МБайт) - сайт может выдать ошибку. Вариант - "разделить" его на меньшие части. (Хорошо работает с огромными txt файлами UltraEdit, файлы по 11 МБайт отфильтровываются без ошибок).

Исходный формат файла - текстовый, каждая строка в виде:

2 594999.78 6588232.80 83.37 124 Only
где первая цифра - "2" говорит о том что эта строка содержит информацию о поверхности земли. 

вторая, третья и четвертая цифры - это X, Y и Z координаты. Пятая и шестая - нам не нужны. В итоге в файле должны остаться тройки координат только из тех строк где в начале были двойки:

594999.78 6588232.80 83.37

Рисуем рельеф в OCAD10.

Если вы являетесь счастливым обладателем программы OCAD версии 10 и выше - вам повезло. Тут работы намного меньше, читаем дальше что делать с xyz точками в статье "Данные LIDAR в программе OCAD10".

Рисуем рельеф в бесплатной программе QuikGrid.

Вариант описанный ниже чуть более трудоемкий, в нем используется бесплатная программа QuikGrid. Эта программа нужна для того чтобы преобразовать наши xyz координаты в файлы формата DXF.

  • File... -> Input scattered data points -> Input metric data points - указываем файл с тройками координат
  • Edit -> Contour Interval and Labels - задаем количество жирных горизонталей и обычных между ними. Выставляем значения 5 5 4 если хотим жирные горизонтали через 5 метров и шаг сечения горизонталей - 1 метр (4 тонкие между жирными); Выставляем значения 5 5 9 если хотим шаг тонких горизонталей получить 0.5 метра.
  • Edit -> Number of Grid Lines - с разной сеткой получаем разную плавность прорисовки горизонталей. Попробуйте разные значения от 100 до 300.
  • File... -> Export a DXF file...

Полученый DXF файл открываем в OCAD-e и используем как исходный материал-основу для рисования рельефа.

  • File -> Import - выбираем наш DXF файл. При импорте рельеф и сетка видны сереньким цветом
  • При импорте можно указать CRT файл - файл в котором хранится описание как преобразовать объекты DXF файла в объекты OCAD-a.
  • Если CRT файла нет - после импорта DXF файла в Ocad-e делаем Extras -> Convert Layer. Там указываем как что преобразовывать и при желании это описание сохраняем в виде отдельного CRT файла.
  • Все объекты которыми нарисована сетка можно удалить. Выделяем объект, Extras -> Select by Symbol, OK, Delete.
  • Отметки высот можно преобразовать в символы Окада. Выбираем символ Окада 105, Выделяем серую цифру на карте, Extras -> Change Symbols. И так - для каждого"слоя".

Таким образом подготовленый файл можно или распечатать как основу или использовать дальше по своему усмотрению.

Аэрофото снимки 

Аэрофото снимки с MaaAmet-a выдаются в формате ECW. Для OCAD-a такой формат не подходит, поэтому файлы надо преобразовать в формат jpg. Бесллатную программу для этого (ERDAS ER Viewer) можно взять тут: 

Инсталлируем, запускаем, открываем ECW файл: File - Open, указывавем скачаный ECW fail, конвертируем: File - Save As - filename.jpg

Выводы.

Вся процедура конечно слегка "напрягает" и отнимает время, но похоже - дело стоит того. Даже несмотря на то что за цифровые матераилы приходится платить, скорость работы возрастает  в разы. А главное - качество конечного продукта будет на самом высоком уровне!!

Попробуйте, не пожалеете! :)

Сайты по теме

ВложенияРазмер
dxf_import.crt323 bytes