Patrón de bloques de limpieza del LIDAR urbano (bloques levantados de las calles)

Tenemos un DEM LIDAR de 1 metro de una ciudad.

Se puede descargar un pequeño subconjunto desde este enlace :

Esta captura de pantalla muestra DEM sin procesar con paleta gris (los cinturones más oscuros son calles, y los rectángulos grisáceos y blanquecinos son bloques):

Esto corresponde a un lugar en la ciudad de Santo Domingo, que se puede ver en esta captura de pantalla de Google:

En promedio, los bloques están "levantados" ca. A 2 metros de calles , lo cual no es cierto. Queremos tener un DEM limpio para generar la red de arroyos y el índice de humedad topográfica (TWI). Con el DEM suministrado (no tenemos las bandas originales del escáner láser), la red hidrográfica parecía seguir un diseño rectangular, y TWI resultó en un patrón de bloques . Estas imágenes muestran los resultados:

Este es el resultado de la red de transmisión, generado con r.watersheden Grass GIS:

Y este es el resultado TWI, generado con SAGA:

Intentamos algunos procedimientos para resolver esta inexactitud sin éxito:

1) Herramienta de desinfección . Aplicamos la r.denoiseherramienta Grass GIS, pero tuvimos algunos problemas con la instalación del módulo. Lo volvimos a ejecutar con un shell en Windows y recibimos un mensaje de memoria insuficiente.

2) filtros . Nos encontramos con diferentes tipos de filtros (paso bajo, mediana, media, etc.), con tamaños diferentes ventanas, y tratando de poner el peso en la dirección de las calles ( Grass GIS, SAGA, QGIS).

3) Geoestadística . Generamos una nube de puntos estrictamente sobre las calles (probamos 1000 y 2000 puntos), generamos un modelo de variograma y luego ejecutamos un krigging ordinario para llenar bloques. El modelado de variogramas y el krigging ordinario se realizaron Rutilizando diferentes paquetes. Obtuvimos un variograma lineal, por lo que no confiamos en los resultados de kriging.

4) Otras herramientas . Instalé la ALDPATherramienta, pero no pude hacerlo funcionar porque el programa no pudo leer el DEM.

En todos los casos, los resultados en términos de la red de drenaje no fueron buenos , porque no pudimos evitar la red de corriente rectangular; Además, TWI todavía resultó en un patrón de bloques .

En particular, con un resultado OK interpolado, obtuvimos un DEM de patrón de punto que afectó el resultado de la red. Sin embargo, el efecto del patrón de bloques disminuyó.

Además, echamos un vistazo a esta pregunta y respuestas ...

Filtrar toldos y edificios de DSM para tener una elevación de tierra desnuda

... que nos redirigió a Whitebox Geospatial Analysis Tools, pero no pudo convertir nuestro DEM LAS format. Además, no estábamos seguros de la eficacia de Bare-Earth DEM toolpara nosotros, porque está diseñado para eliminar objetos semitransparentes, no bloques incorrectamente "levantados", que es nuestro caso.

Todavía queremos generar un DEM de alta calidad para hacer nuestro análisis hidrográfico, pero no sabemos qué más podemos probar.

Si está abierto a utilizar un software alternativo para resolver su problema, entonces puedo sugerirle la herramienta Eliminar objetos fuera del terreno de las herramientas de análisis geoespaciales de código abierto GIS Whitebox multiplataforma (de las cuales soy desarrollador principal). Me doy cuenta de que usted dijo en su pregunta que no podía convertir sus datos al formato LAS, pero la herramienta toma un ráster, no un archivo LAS, como entrada. Creo que tal vez estaba mezclando esta herramienta con la herramienta DEM Bare-Earth , que toma una entrada LAS. Puede importar su DEM ráster en Whitebox como un archivo GeoTIFF o un ráster binario de coma flotante ArcGIS (.flt) o cualquier otro formato de ráster común.

Aquí hay otro ejemplo de su capacidad para eliminar edificios de un DEM ráster:

Es importante destacar que el algoritmo no es un filtro y, por lo tanto, no afectará las elevaciones de las celdas de la cuadrícula fuera de los "objetos fuera del terreno" (edificios). Esto es crítico si desea utilizar su DEM de tierra desnuda para calcular el índice de humedad. (Dicho esto, cuestionaría la utilidad de estimar el índice de humedad de una ubicación urbana o suburbana densa. Además, no hay una red de corrientes a través del denso paisaje urbano que muestra en su imagen ... Estoy seguro de que la mayoría de las las corrientes han sido terminadas).

EDITAR

En realidad, mirando el conjunto de datos de muestra que cargó, no sé si su DEM es adecuado para usar con la herramienta Eliminar objetos fuera del terreno. Pensé que la imagen que cargó simplemente tenía una simbología pobre, pero ahora veo que en realidad está en terrazas (es decir, hay grandes áreas planas escalones dentro del DEM). Eche un vistazo al siguiente perfil de su DEM:

La herramienta se basa en medidas precisas de pendiente (que no creo que sean posibles con su DEM ... esto debería marcarse si también desea calcular TWI) y la preservación de límites de pendiente pronunciados entre la superficie del suelo y el edificios Pero en su caso, el DEM se alisa severamente y estos bordes afilados no son tan evidentes (sus casas también parecen tener una altura de aproximadamente 2-3 m, lo cual es un poco extraño). ¿Puede obtener el DEM LiDAR original sin procesar, o mejor aún, los datos de la nube de puntos? Para su aplicación, consideraría seriamente volver a interpolar el DEM.

Debo decir que sin la nube de puntos LAS original, solo incorporarás más imprecisiones en los datos a través de la manipulación de ráster. El DEM proporcionado se ve relativamente limpio para un DEM con una resolución muy urbanizada de 1 m. Los "cuadrados elevados" son el resultado de triangulaciones a través de vacíos de datos, donde los edificios no están incluidos en la clase de terreno final. También puede considerar que el agua no fluirá a través de un DEM de tierra desnuda en el mundo real como lo hace en su modelo. Los edificios presentarán límites a los procesos hidrográficos reales.