Créer et visualiser un nuage de points lidar
En savoir plus sur les nuages de points lidar
Vous allez commencer par découvrir les nuages de points lidar. Acronyme anglais de Light Detection And Ranging (détection et télémétrie par ondes lumineuses), Lidar est une technique de télédétection qui utilise la lumière laser en vue d’un échantillonnage dense de la surface de la Terre, produisant des mesures x,y,z d’une grande précision. Un ensemble de ces points est nommé nuage de points. Les impulsions laser émises par un capteur lidar se reflètent sur des objets placés à la fois sur la surface du sol et au-dessus : végétation, bâtiments, ponts et ainsi de suite.
Une impulsion laser émise peut être reflétée une seule fois (un retour), généralement lorsqu’elle frappe une surface solide, telle qu’un toit de bâtiment ou le sol. Elle peut également être reflétée plusieurs fois (plusieurs retours) si elle rencontre plusieurs surfaces de réflexion lorsqu’elle se dirige vers le sol. Par exemple, pour un arbre, l’impulsion peut être reflétée de plusieurs feuilles et petites branches à différentes hauteurs et enfin du sol. Tous ces retours sont représentés sous forme de points dans le nuage de points afin d’offrir des informations riches et détaillées sur le paysage.
Remarque :
Pour en savoir plus sur la technique lidar, reportez-vous à la section À quoi correspondent les données lidar ?
Télécharger et ouvrir le projet
Vous allez télécharger le projet contenant l’ensemble des données nécessaires au didacticiel et l’ouvrir dans ArcGIS Pro.
- Téléchargez le fichier Tuborg_Havn_Neighborhood .zip.
Le fichier .zip est téléchargé sur votre ordinateur.
- Localisez le fichier Tuborg_Havn_Neighborhood.zip téléchargé sur votre ordinateur.
Remarque :
Par défaut, la plupart des navigateurs téléchargent les fichiers dans le dossier Downloads (Téléchargements) de votre ordinateur.
- Cliquez avec le bouton droit sur le fichier Tuborg_Havn_Neighborhood.zip et extrayez-le dans un emplacement facile d’accès (par exemple, dans un dossier de votre lecteur C:).
- Ouvrez le dossier Tuborg_Havn_Neighborhood extrait. Double-cliquez sur Tuborg_Havn_Neighborhood.aprx pour ouvrir le projet dans ArcGIS Pro.
- À l’invite, connectez-vous avec votre compte ArcGIS.
Remarque :
Si vous n’avez pas accès à ArcGIS Pro ou ne disposez pas d’un compte d’organisation ArcGIS, consultez les options disponibles pour accéder aux logiciels.
Le projet s’ouvre.
Le projet contient une scène locale 3D centrée sur le quartier de Tuborg Havn à Copenhague (Danemark). Il s’agit d’un quartier à usage mixte réaménagé situé sur l’ancien site industriel des brasseries Tuborg Breweries. Actuellement, la scène contient Tuborg_Havn_Ortho_Photo.tif, une photo aérienne 2D de la zone, qui vous servira de référence pour vous familiariser avec le quartier.
Remarque :
Dans ArcGIS Pro, les scènes locales sont utiles pour afficher les jeux de données 2D et 3D ayant une étendue spatiale limitée (par exemple une ville ou, dans le cas de ce didacticiel, un quartier d’une ville). Les données affichées sur une scène locale doivent utiliser un système de coordonnées projetées. Pour en savoir plus sur les scènes locales et la manière dont elles diffèrent des scènes globales, reportez vous à la page Scènes de la documentation.
- Effectuez un zoom avant à l’aide de la molette de la souris, puis faites glisser la scène à déplacer. Examinez le quartier de Tuborg Havn sur la photographie aérienne.
Le quartier comprend divers bâtiments modernes, une marina et ses bateaux, des bâtiments plus petits à l’ouest et au nord, ainsi qu’une zone encore en cours de développement au sud-est.
Créer un jeu de données LAS
Vous allez ensuite créer un jeu de données de nuages de point pour cette zone à l’aide des données lidar qui ont été fournies avec le projet. Les données d’un nuage de points lidar sont souvent stockées dans le format de fichier LAS. Dans ce didacticiel, la zone de Tuborg Havn est répartie sur deux fichiers LAS. Vous allez regrouper ces nuages de points en un seul jeu de données LAS.
Remarque :
Il est courant d’utiliser plusieurs fichiers LAS pour couvrir intégralement une zone d’intérêt. Un jeu de données LAS peut contenir autant de fichiers LAS que nécessaire pour votre zone d’étude.
Vous allez d’abord localiser les deux fichiers LAS.
- Sur le ruban, en haut de la fenêtre, cliquez sur l’onglet View (Affichage). Dans le groupe Windows (Fenêtres), cliquez sur Catalog Pane (Fenêtre Catalogue).
La fenêtre Catalogue apparaît.
- Dans la fenêtre Catalog (Catalogue), développez Folders (Dossiers), Tuborg_Havn_Neighborhood (Quartier_Tuborg_Havn), Tuborg_Havn_data (Données_Tuborg_Havn) et LAS_data (Données_LAS).
PUNKTSKY_1km_6181_724.las et PUNKTSKY_1km_6181_725.las sont les deux fichiers LAS qui couvrent le quartier de Tuborg Havn.
Remarque :
Ces deux fichiers LAS proviennent d’un projet géré par le gouvernement du Danemark ayant généré la couverture lidar du pays entier.
Vous allez ensuite créer un jeu de données LAS.
- Cliquez avec le bouton droit sur le dossier LAS_data (Données_LAS), pointez le curseur de la souris sur New (Nouveau), puis choisissez LAS Dataset (Jeu de données LAS).
Un nouveau jeu de données LAS est ajouté au dossier LAS_Data (Données_LAS) dans la fenêtre Catalog (Catalogue). Le nom du jeu de données est actuellement en mode de mise à jour.
- Dans la zone de nom du jeu de données LAS, saisissez Tuborg_Havn et appuyez sur Entrée.
L’extension est automatiquement ajoutée et le nom Tuborg_Havn.lasd apparaît dans la liste.
Tuborg_Havn.lasd est un jeu de données LAS, mais il est vide pour l’instant. Vous allez maintenant le remplir.
- Cliquez avec le bouton droit sur Tuborg_Havn.lasd et choisissez Properties (Propriétés).
- Dans la fenêtre LAS Dataset Properties (Propriétés du jeu de données LAS), cliquez sur l’onglet LAS Files (Fichiers LAS). Sous Files (Fichiers), cliquez sur le bouton Add Files (Ajouter des fichiers).
- Dans la fenêtre Open (Ouvrir), accédez au dossier Tuborg_Havn_data (Données_Tuborg_Havn) et double-cliquez sur le dossier LAS_data (Données_LAS) pour l’ouvrir.
- Appuyez sur la touche Shift (Maj), puis cliquez sur PUNKTSKY_1km_6181_724.las et PUNKTSKY_1km_6181_725.las pour sélectionner les deux fichiers. Cliquez sur Open (Ouvrir).
Les deux fichiers sont ajoutés à la liste. D’après les valeurs Point Count (Nombre de points), chaque fichier LAS contient entre 3 et 5 millions de points. Les valeurs Point Spacing (Espacement des points) indiquent qu’il y a environ 0,3 mètre entre les points.
- Cliquez sur l’onglet Général.
Cet onglet récapitule les informations générales pour le nouveau jeu de données LAS. Il indique qu’il contient deux fichiers LAS, pour un total de 8 127 305 points LAS. Les valeurs Extent (Étendue) des données sont également mentionnées, ainsi que les unités horizontales (XY) et verticales (Z), exprimées en mètres.
- Cliquez sur l’onglet Statistics (Statistiques).
Sur cet onglet, sous Classification Codes (Codes de classification), devrait se trouver une liste de codes de classification ayant été affectés aux points LAS (sol, bâtiments, végétation basse, végétation haute, etc.). Pour l’instant, aucun des points n’ayant reçu de classification, le seul code de classification répertorié est Unassigned (Non affecté). La classification des points fera l’objet d’un didacticiel ultérieur.
- Cliquez sur l’onglet Système de coordonnées.
Le système de coordonnées projetées est ETRS 1989 UTM Zone 32N. Il s’agit du système de coordonnées des fichiers LAS d’origine. Il a été transmis au jeu de données Tuborg_Havn.lasd.
Remarque :
En savoir plus sur les informations de la fenêtre LAS Dataset Properties (Propriétés du jeu de données LAS).
- Cliquez sur OK pour fermer la fenêtre LAS Dataset Properties (Propriétés du jeu de données LAS).
Afficher et explorer le jeu de données LAS
Vous allez maintenant ajouter le jeu de données LAS à la scène et l’explorer. Vous allez également créer une pyramide de jeu de données LAS pour améliorer les performances d’affichage 3D. Vous allez commencer par désactiver l’ortho-photo pour désencombrer la scène.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), décochez la case en regard de Tuborg_Havn_Ortho_Photo.tif pour désactiver la couche.
- Dans la fenêtre Catalog (Catalogue), cliquez avec le bouton droit sur le jeu de données Tuborg_Havn.lasd et choisissez Add To Current Map (Ajouter à la carte actuelle).
- Lorsque vous êtes invité à créer une pyramide de jeu de données LAS, cliquez sur Yes (Oui).
Une structure de pyramide de jeu de données LAS permet d’améliorer les performances d’affichage 3D d’un jeu de données LAS en créant et en affichant le niveau de détail idéal pour l’échelle de la scène.
Remarque :
En savoir plus sur la pyramide de jeu de données LAS.
L’outil Build LAS Dataset Pyramid (Créer une pyramide de jeu de données LAS) s’ouvre. Vous allez l’exécuter.
- Dans la fenêtre Geoprocessing (Géotraitement), acceptez l’outil Build LAS Dataset Pyramid (Créer une pyramide de jeu de données LAS) par défaut, puis cliquez sur Run (Exécuter).
Un certain temps est nécessaire à l’exécution de l’outil. Vous allez maintenant porter votre attention sur le jeu de données Tuborg_Havn.lasd qui s’affiche dans la scène.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), développez la couche Tuborg_Havn.lasd.
Le jeu de données LAS est symbolisé selon la hauteur des points ou l’élévation. Comme vous le voyez dans la légende, les points les plus bas sont en violet foncé et les points les plus hauts en rouge vif. Vous allez maintenant explorer le nuage de points en 3D.
- Dans la scène, au-dessus de la molette Navigator (Navigateur), cliquez sur Show full control (Afficher le contrôle total).
La molette Navigator (Navigateur) se développe et affiche les fonctionnalités de navigation 3D.
- Utilisez la molette centrale Navigator (Navigateur) pour incliner et faire pivoter la scène.
Conseil :
Pour en savoir plus sur la navigation 3D, consultez la page Utiliser le navigateur à l’écran.
Vous pouvez également appuyer sur la touche C tout en faisant glisser la scène pour la déplacer ou appuyer sur la touche V et faire glisser la scène pour l’incliner.
- Effectuez un zoom avant jusqu’à ce que les points LAS individuels soient visibles.
- Effectuez un zoom arrière jusqu’à ce que le jeu de données LAS soit représenté en mode filaire rouge.
Le mode filaire indique l’étendue des deux fichiers, chacun étant représenté sous forme de zone rouge, et la hauteur maximale des points qu’ils contiennent.
- Cliquez sur la zone filaire la plus grande pour afficher la fenêtre contextuelle d’information.
La fenêtre contextuelle synthétise les informations utiles sur le fichier LAS file correspondant à la zone filaire la plus grande (PUNKTSKY_1km_6181_724.las). Certaines de ces informations étaient déjà visibles précédemment dans la fenêtre Properties (Propriétés).
- Continuez à explorer le jeu de données de nuage de points. Procédez à un zoom avant et arrière, à une inclinaison et à une rotation, déplacez-vous et essayez de reconnaître les bâtiments, les arbres, le sol et d’autres éléments du paysage.
- Dans la Quick Access Toolbar (Barre d’outils Accès rapide), cliquez sur le bouton Save Project (Enregistrer le projet) pour enregistrer le projet.
Conseil :
Si vous recevez un avertissement indiquant que le projet a été créé dans une version précédente de ArcGIS Pro, cliquez sur Yes (Oui) pour continuer.
Symboliser le jeu de données LAS en fonction de l’intensité
Vous allez à présent modifier la symbologie (style) du jeu de données LAS afin de le visualiser différemment. Comme vous l’avez appris, le jeu de données LAS est symbolisé selon les informations d’élévation. Vous allez le symboliser selon l’intensité.
L’intensité est une mesure, collectée pour chaque point, de la force de retour de l'impulsion laser qui a généré le point. Elle repose en partie sur la réflectivité de l’objet frappé par l’impulsion laser. Par exemple, la végétation a une faible capacité de réflexion, tandis que des climatiseurs métalliques situés sur les toits ont une capacité de réflexion très forte.
Nous allons nous concentrer sur une portion de la scène qui offre différentes entités.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Map (Carte). Dans le groupe Navigate (Naviguer), cliquez sur Bookmarks (Géosignets) et sélectionnez Buildings and trees (Bâtiments et arbres).
La scène est mise à jour sur cette étendue spécifique.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), vérifiez que la couche Tuborg_Havn.lasd est sélectionnée.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet LAS Dataset Layer (Couche de jeu de données LAS). Dans le groupe Drawing (Dessin), cliquez sur la flèche de la liste déroulante Symbology (Symbologie).
Pour l’instant, la symbologie active est Elevation (Élévation). Vous allez la définir sur Intensity (Intensité).
- Cliquez sur le bouton Intensity (Intensité).
La scène s’actualise pour afficher chaque nuage de points symbolisé selon sa valeur d’intensité sur une échelle de gris. Les zones sombres représentent une intensité basse et les zones claires une intensité élevée.
Cette manière de visualiser un nuage de points met en valeur les entités avec de nombreux détails et donne une idée des types de surfaces. Pour obtenir un exemple frappant, regardez la place circulaire dans l’angle inférieur droit, où le rendu d’intensité présente un grand nombre de détails, y compris le marquage du passage pour piétons.
Vue d’une place avec la symbologie d’élévation (gauche) et la symbologie d’intensité (droite). En fait, vous pouvez utiliser la visualisation d’intensité pour créer des images qui s’approchent d’une photographie aérienne en noir et blanc. Cela peut être particulièrement utile si aucune imagerie optique n’est disponible. Vous allez observer la même étendue du dessus (en 2D).
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Map (Carte). Cliquez sur Bookmarks (Géosignets) et sélectionnez 2D detail (Détail 2D).
La scène s’actualise sur une vue 2D.
- Une fois que vous avez fini d’examiner la vue 2D, cliquez sur Bookmarks (Géosignets) et sélectionnez Buildings and trees (Bâtiments et arbres) pour revenir à une vue 3D.
Symboliser le jeu de données LAS en fonction du nombre de retours
Vous allez explorer une autre symbolisation du jeu de données LAS : en fonction du nombre de retours. Comme vous l’avez appris au début du didacticiel, une impulsion laser émise peut être reflétée une seule fois (un retour) ou de nombreuses fois (plusieurs retours), en fonction du type des objets qu’elle rencontre, et tous les retours sont représentés par des points.
Remarque :
Pour en savoir plus sur les retours, consultez la section Retours laser lidar sur la page de documentation À quoi correspondent les données lidar ?.
Cette valeur du nombre total de retours pour chaque impulsion est stockée dans le jeu de données LAS, dans l’attribut Number of returns (Nombre de retours). Par exemple, un point donné du jeu de données peut correspondre au retour numéro 2 sur un total de 5 retours. Dans ce cas, la valeur 2 est stockée dans l’attribut Return number (Numéro de retour) de ce point, et la valeur 5 dans son attribut Number of returns (Nombre de retours).
Vous allez définir la symbologie sur l’attribut Number of returns (Nombre de retours).
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), vérifiez que la couche Tuborg_Havn.lasd est sélectionnée.
- Si nécessaire, dans le ruban, sur l’onglet LAS Dataset Layer (Couche de jeu de données LAS), cliquez sur le bouton Symbology (Symbologie) pour afficher la fenêtre Symbology (Symbologie).
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), pour Draw using (Dessiner avec), choisissez Number of returns (Nombre de retours).
La scène s’actualise sur le nouveau style.
Les zones bleues correspondent aux impulsions avec un seul retour. Il s’agit généralement de surfaces plates et unies. Les zones avec un mélange de gris, orange et rouge correspondent aux impulsions avec plusieurs retours. Il s’agit la plupart du temps d’arbres ou de buissons. Des murs verticaux avec de nombreuses fenêtres vitrées peuvent également afficher plusieurs retours car la lumière se reflète sur les surfaces en verre. Les arêtes de bâtiments ou d’autres objets créés par les humains correspondent souvent à des impulsions à deux retours (gris) car les impulsions peuvent se refléter une fois depuis l’arête de bâtiment et une fois depuis le sol, ou depuis une autre surface inférieure.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), vérifiez la légende Number of returns (Nombre de retours) pour en savoir plus.
Remarque :
Pour en savoir plus sur les options de symbolisation, consultez la page Symbologie du jeu de données LAS.
Pour en savoir plus sur les attributs disponibles dans un jeu de données LAS, consultez la section Attributs de point lidar sur la page de documentation À quoi correspondent les données lidar ?.
Un autre type de visualisation important consiste à classer les points lidar en plusieurs catégories (sol, bâtiments, végétation basse, arbre, etc.) et à symboliser le nuage de points en fonction de ces catégories. Ce sera le sujet d’un futur didacticiel.
- Appuyez sur Ctrl+S pour enregistrer le projet.
Dans ce didacticiel, vous avez découvert comment créer et visualiser des nuages de points avec ArcGIS Pro. Vous avez créé un jeu de données LAS à partir de fichiers LAS individuels et l’avez affiché dans une scène 3D. Vous l’avez ensuite examiné, découvert ses propriétés et lui avez appliqué un style en fonction de l’élévation, de l’intensité et du nombre de retours.
Vous trouverez d’autres didacticiels tels que celui-ci dans la série évolutive Prise en main du lidar dans ArcGIS Pro.
