Padrão de blocos de limpeza do LIDAR urbano (blocos elevados das ruas)

Temos um LIDAR DEM de 1 metro de uma cidade.

Um pequeno subconjunto pode ser baixado neste link :

Essa captura de tela mostra o DEM bruto com paleta cinza (cintos mais escuros são ruas e retângulos acinzentados e esbranquiçados são blocos):

Isso corresponde a um lugar na cidade de Santo Domingo, que pode ser visto nesta captura de tela do Google:

Em média, os blocos são "elevados" ca. 2 metros das ruas , o que não é verdade. Queremos ter um DEM limpo para gerar rede de fluxo e índice topográfico de umidade (TWI). Com o DEM fornecido (não temos as faixas originais do scanner a laser), a rede hidrográfica parecia seguir um layout retangular e o TWI resultou em um padrão de blocos . Estas imagens mostram os resultados:

Este é o resultado da rede de fluxo, gerado com r.watershedem Grass GIS:

E este é o resultado TWI, gerado com SAGA:

Tentamos alguns procedimentos para resolver essa imprecisão sem sucesso:

1) Ferramenta Denoising . Aplicamos a r.denoiseferramenta Grass GIS, mas tivemos alguns problemas com a instalação do módulo. Executamos novamente com um shell no Windows e recebemos uma mensagem de memória insuficiente.

2) filtros . Corremos diferentes tipos de filtros (passa-baixa, média, média, etc.), com tamanhos diferentes janelas e tentando colocar peso na direção das ruas ( Grass GIS, SAGA, QGIS).

3) Geoestatística . Geramos uma nuvem de pontos estritamente sobre as ruas (tentamos 1000 e 2000 pontos), geramos um modelo de variograma e, em seguida, executamos um krigging comum para preencher blocos. A modelagem do variograma e o krigging comum foram realizados Rusando diferentes pacotes. Temos um variograma linear, para que não confiemos nos resultados da krigagem.

4) Outras ferramentas . ALDPATFerramenta instalada , mas não funcionou porque o programa não conseguiu ler o DEM.

Em todos os casos, os resultados em termos de rede de drenagem não foram bons , porque não conseguimos evitar a rede de fluxo retangular; Além disso, o TWI ainda resultou em um padrão de blocos .

Em particular, com o resultado interpolado OK, obtivemos um DEM de padrão pontual que afetou o resultado da rede. No entanto, o efeito do padrão de blocos foi diminuído.

Além disso, demos uma olhada nesta pergunta e respostas ...

Filtrando copa e construções do DSM para ter uma elevação de terra nua

... que nos redirecionou para Whitebox Geospatial Analysis Tools, mas não conseguiu converter nosso DEM para LAS format. Além disso, não tínhamos certeza da eficácia disso Bare-Earth DEM toolpara nós, porque ele foi projetado para remover objetos semitransparentes, não bloqueia incorretamente "erguidos", como é o nosso caso.

Ainda queremos gerar um DEM de alta qualidade para fazer nossa análise hidrográfica, mas não sabemos o que mais podemos tentar.

Se você está aberto a usar software alternativo para resolver seu problema, posso sugerir a ferramenta Remover Objetos Fora do Terreno das Ferramentas de Análise Geoespacial GIS Whitebox de código aberto de plataforma cruzada (das quais sou desenvolvedor líder). Sei que você disse na sua pergunta que não podia converter seus dados para o formato LAS, mas a ferramenta usa um arquivo raster, não um arquivo LAS, como entrada. Acho que você talvez esteja misturando essa ferramenta com a ferramenta Bare-Earth DEM , que recebe uma entrada do LAS. Você pode importar seu DEM de varredura para o Whitebox como um arquivo GeoTIFF ou uma varredura binária de ponto flutuante do ArcGIS (.flt) ou qualquer outro número de outros formatos comuns de varredura.

Aqui está outro exemplo de sua capacidade de remover edifícios de um DEM raster:

É importante ressaltar que o algoritmo não é um filtro e, portanto, não afetará as elevações das células da grade fora dos 'objetos fora do terreno' (edifícios). Isso é essencial se você deseja usar o DEM sem terra para calcular o índice de umidade. (Dito isso, eu questionaria a utilidade de estimar o índice de umidade de um local urbano ou denso de subúrbio. Além disso, não há rede de riachos através da densa paisagem urbana que você mostra em sua imagem ... tenho certeza de que a maioria das os fluxos foram atingidos.)

EDITAR

Na verdade, olhando para o conjunto de dados de amostra que você enviou, não sei se o seu DEM é adequado para uso com a ferramenta Remover objetos fora do terreno. Eu pensava que a imagem que você carregava simplesmente sofria de uma simbologia ruim, mas agora vejo que ela é realmente em terraços (ou seja, existem grandes áreas planas dentro do DEM). Dê uma olhada no seguinte perfil no seu DEM:

A ferramenta se baseia em medidas precisas de inclinação (o que eu acho que não é possível com o seu DEM ... isso deve ser sinalizado se você também quiser calcular o TWI) e a preservação de limites de inclinação acentuados entre a superfície do solo e o edifícios. Mas, no seu caso, o DEM é suavizado e essas arestas não são tão aparentes (suas casas também parecem ter cerca de 2-3 m de altura, o que é um pouco estranho). Você consegue obter o LiDAR DEM original não processado ou, melhor ainda, os dados da nuvem de pontos? Para sua aplicação, eu consideraria seriamente re-interpolar o DEM.

Eu diria que, sem a nuvem de pontos LAS original, você incorporará mais imprecisões aos dados por meio da manipulação de varredura. O DEM fornecido parece relativamente limpo para um DEM com resolução de 1m fortemente urbanizada. Os "quadrados elevados" são o resultado de triangulações entre vazios de dados, onde os edifícios não são incluídos na classe final do solo. Você também pode considerar que a água não fluirá através de um DEM de terra nua no mundo real, como no seu modelo. Os edifícios apresentarão limites aos processos hidrográficos reais.