创建并可视化激光雷达点云
了解有关激光雷达点云的信息
首先，您将了解有关激光雷达点云的信息。 激光雷达（激光探测及测距）是一项遥感技术，它利用激光对地球表面进行密集采样，以产生高精度的 x, y, z 点测量。 这些点的集合称为点云。 从激光雷达传感器发射的激光脉冲会从地表和地表上的物体反射（植被、建筑物以及桥梁等）。
通常，当发射的激光脉冲撞击固体表面（例如建筑物屋顶或地面）时，它可以反射回来一次（单次回波）。 它还可以被反射多次（多次回波），因为它在向地面传播时会遇到多个反射面。 例如，对于一棵树来说，脉冲可能会从不同高度的几片树叶和小树枝反射，最后反射到地面。 所有这些返回的结果都表示为点云中的点，提供了有关景观的丰富而详细的信息。
注：
有关激光雷达的详细信息，请参阅什么是激光雷达数据？
下载并打开工程
您将下载包含教程所需的所有数据的工程，然后在 ArcGIS Pro 中将其打开。
- 下载 Tuborg_Havn_Neighborhood .zip 文件。
.zip 文件会下载到您的计算机中。
- 在计算机上找到下载的 Tuborg_Havn_Neighborhood.zip 文件。
注：
大多数浏览器将默认下载到计算机的 Downloads 文件夹下。
- 右键单击 Tuborg_Havn_Neighborhood.zip 文件，然后将其提取到可轻松找到的位置，例如 C: 盘上的文件夹。
- 打开提取的 Tuborg_Havn_Neighborhood 文件夹。 双击 Tuborg_Havn_Neighborhood.aprx 在 ArcGIS Pro 中打开工程。
- 如果出现提示，请使用 ArcGIS 账户登录。
注：
如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织账户，请参阅软件访问权限选项。
工程随即打开。
该工程包含一个以丹麦哥本哈根 Tuborg Havn 邻域为中心的 3D 本地场景。 这是一个重新开发的混合用途邻域，位于 Tuborg 啤酒厂的前工业区。 目前，场景包含 Tuborg_Havn_Ortho_Photo.tif，即该区域的 2D 航空照片，您将使用该照片作为参考来熟悉社区。
注：
在 ArcGIS Pro 中，局部场景对于显示空间范围有限的 2D 和 3D 数据集非常有用，例如城市，或者城市社区（在本教程中）。 在局部场景中显示的数据必须使用投影坐标系。 在场景文档页面中了解有关本地场景的更多信息以及它们与全局场景的区别。
- 可以使用鼠标滚轮键进行放大，然后拖动场景以进行平移。 在航空照片上观察 Tuborg Havn 社区。
该邻域包含各种现代建筑物、一个拥有船只的码头、西部和北部边缘的较小建筑物，以及东南侧仍在开发中的区域。
创建 LAS 数据集
接下来，您将使用工程随附的激光雷达数据为此区域创建点云数据集。 激光雷达点云数据通常以 LAS 文件格式存储。 在本教程中，Tuborg Havn 区域分布在两个 LAS 文件中。 您需要将其采集到单个 LAS 数据集中。
注：
通常将使用多个 LAS 文件来覆盖整个感兴趣区域。 根据需要，LAS 数据集可以包含任意数量的研究区域 LAS 文件。
首先，您将定位两个 LAS 文件。
- 在窗口顶部的功能区上，单击视图选项卡。 在窗口组中，单击目录窗格。
随即显示目录窗格。
- 在目录窗格中，展开 Folders、Tuborg_Havn_Neighborhood、Tuborg_Havn_data 和 LAS_data。
PUNKTSKY_1km_6181_724.las 和 PUNKTSKY_1km_6181_725.las 是覆盖 Tuborg Havn 邻域的两个 LAS 文件。
注：
这两个 LAS 文件来自丹麦政府管理的一个工程，该工程为整个国家/地区提供激光雷达覆盖范围。
接下来，您将创建一个 LAS 数据集。
- 右键单击 LAS_data 文件夹，指向新建，然后选择 LAS 数据集。
新的 LAS 数据集已添加到目录窗格中的 LAS_Data 文件夹。 该数据集的名称当前处于编辑模式。
- 在 LAS 数据集名称框中，输入 Tuborg_Havn，然后按 Enter 键。
将自动添加该扩展模块，并且名称 Tuborg_Havn.lasd 将显示在列表中。
Tuborg_Havn.lasd 是一个 LAS 数据集，但是现在为空。 接下来，您将对其进行填充。
- 右键单击 Tuborg_Havn.lasd，然后选择属性。
- 在 LAS 数据集属性窗口中单击 LAS 文件选项卡。 在文件下，单击添加文件。
- 在打开窗口中，浏览至 Tuborg_Havn_data 文件夹，然后双击 LAS_data 文件夹将其打开。
- 按 Shift 键并单击 PUNKTSKY_1km_6181_724.las 和 PUNKTSKY_1km_6181_725.las 以同时选择两个文件。 单击打开。
随即将两个文件添加至该列表。 根据点计数值，每个 LAS 文件将具有 300 万到 500 万个点。 点间距值显示点之间的距离约为 0.3 米。
- 单击常规选项卡。
此选项卡汇总了新 LAS 数据集的整体信息。 该选项卡指明数据集包含两个 LAS 文件，其中 LAS 点共计 8,127,305 个。 它还提到了数据的范围值，以及以米为单位的水平 (XY) 和垂直 (Z) 单位。
- 单击统计数据选项卡。
在此选项卡的分类代码下，存在分配给 LAS 点的分类代码列表，例如地面、建筑物、低植被、高植被等。 目前，所有点均未收到分类，因此列出的唯一分类代码为未分配。 在教程的稍后部分中，您将了解如何对点进行分类。
- 单击坐标系选项卡。
投影坐标系为 ETRS 1989 UTM Zone 32N。 这是原始 LAS 文件的坐标系。 它会传递到 Tuborg_Havn.lasd 数据集。
注：
了解有关 LAS 数据集属性窗口中的信息的详细信息。
- 单击确定以关闭 LAS 数据集属性窗口。
显示并探索 LAS 数据集
接下来，您需要将 LAS 数据集添加至场景并对其进行探索。 您还将构建 LAS 数据集金字塔用于改善 3D 显示性能。 首先，您将关闭正射照片以清理场景。
- 在内容窗格中，取消选中 Tuborg_Havn_Ortho_Photo.tif 旁的复选框以关闭该图层。
- 在目录窗格中，右键单击 Tuborg_Havn.lasd 数据集，然后选择添加至当前地图。
- 如果系统提示构建数据集金字塔，请单击是。
LAS 数据集金字塔结构用于提高 LAS 数据集的 3D 显示性能，方法为为场景比例创建和显示离线的细节层次 (LOD)。
注：
了解有关 LAS 数据集金字塔的详细信息。
构建 LAS 数据集金字塔工具出现。 您将运行该函数。
- 在地理处理窗格中，接受默认的构建 LAS 数据集金字塔工具参数，并单击运行。
工具运行需要花费一些时间。 接下来，您将转为关注显示在该场景中的 Tuborg_Havn.lasd 数据集。
- 在内容窗格中，展开 Tuborg_Havn.lasd 图层。
将根据点高度或高程对 LAS 数据集进行符号化。 如图例所示，最低的点为深紫色，最高的点为亮红色。 接下来，您将在 3D 模式下探索点云。
- 在场景中的导航器轮上方，单击显示完全控制。
导航器滚轮将展开以包含 3D 导航功能。
- 可以使用中间的导航器滚轮以倾斜和旋转场景。
- 进行放大，直到您能够看到各个 LAS 点为止。
- 进行缩小，直到您看到表示为红色线框的 LAS 数据集为止。
线框将指示两个文件的范围（每个范围以红色框表示）及其包含的点的最大高度。
- 单击较高的线框可显示信息弹出窗口。
弹出窗口汇总了有关与较高线框对应的 LAS 文件 (PUNKTSKY_1km_6181_724.las) 的有用信息；您之前已在属性窗口中看过部分此类信息。
- 继续探索点云数据集。 放大和缩小、倾斜、旋转以及平移，并尝试从景观中识别建筑物、树木、地面及其他元素。
- 在快速访问工具栏中，单击保存工程按钮以保存工程。
提示：
如果您收到一则警告，指明工程是使用较早版本的 ArcGIS Pro 创建的，请单击是继续操作。
根据强度符号化 LAS 数据集
接下来，您将更改 LAS 数据集的符号系统（设置样式）以新方式进行可视化。 正如您之前了解的那样，默认情况下，LAS 数据集根据高程信息进行符号化。 您将按强度对其进行符号化。
强度是针对每个店收集的，用于测量生成点的激光脉冲的回波强度。 它还部分基于激光脉冲撞击的物体的反射率。 例如，植被的反射率非常小，而屋顶上的金属 A/C 系统的反射率非常高。
您将关注提供各种要素的一部分场景。
- 单击功能区上的地图选项卡。 在导航组中，单击书签，然后选择建筑物和树木。
场景将更新为该特定范围。
- 在内容窗格中，确认选中 Tuborg_Havn.lasd 图层。
- 在功能区上，单击 LAS 数据集图层选项卡。 在绘制组中，单击符号系统下拉箭头。
目前，活动符号系统为高程。 您将切换至强度。
- 单击强度按钮。
场景将更新以基于灰度显示按其强度值符号化的所有云点。 深色区域表示强度较低，浅色区域表示强度较高。
点云的可视化方式突出显示了具有许多细节的要素并呈现出不同的表面类型。 举个显著的例子，看一下右下角的圆角方形，其中强度渲染显示大量的细节，包括人行横道标志。
带高程符号系统（左图）与强度符号系统（右图）的方形视图。 实际上，您可以使用强度可视化将图像设置为接近黑白航空照片。 如果没有可用的光学影像，这可能尤其有用。 您将查看与上面相同的范围（在 2D 模式下）。
- 单击功能区上的地图选项卡。 单击书签并选择 2D 细节。
场景将更新为 2D 视图。
- 在检查完 2D 视图后，单击书签，然后选择建筑物和树木返回 3D 视图。
根据回波次数符号化 LAS 数据集
您将再浏览一个 LAS 数据集符号化：按回波次数。 根据您在教程开头学到的内容，发射的激光脉冲可能发射回来一次（单次回波）或多次（多次回波），具体取决于脉冲撞击的物体类型，所有这些回波均以点表示。
注：
有关回波的详细信息，请参阅激光雷达数据是什么？文档页面中的激光雷达激光回波部分。
每个脉冲的这一总回波次数值将存储在 LAS 数据集的回波次数属性中。 例如，数据集中的给定点可能返回数字 2，总回波次数为 5。 在此情况下，值 2 将存储在该点的回波编号属性中，值 5 存储在其回波次数属性中。
您要将符号系统设置为回波次数属性。
- 在内容窗格中，确认选中 Tuborg_Havn.lasd 图层。
- 根据需要，在功能区的 LAS 数据集图层选项卡上，单击符号系统按钮显示符号系统窗格。
- 在符号系统窗格中，对于绘制方式，选择回波次数。
场景将更新为新样式。
蓝色区域对应具有单次回波的脉冲。 这些通常为平坦的固体表面。 存在灰色、黄色、橙色和红色的区域对应具有多次回波的脉冲。 这些经常为树木或灌木丛。 内嵌许多玻璃窗格的竖墙还可以显示多次回波，因为光会从玻璃表面反射。 建筑物或其他人造物体边缘通常对应具有两次回波的脉冲（灰色），因为脉冲可能从建筑物边缘反射一次，从地面反射一次，或者从另一个较低表面反射一次。
- 在内容窗格中，检查回波次数图例获取更多详细信息。
另一个重要的可视化类型为将激光雷达点分类为几个类别，例如地面、建筑物、低植被、树木等，以根据这些类别符号化点云。 将在接下来的教程中对此进行重点介绍。
- 按 Ctrl+S 以保存工程。
在本教程中，您了解了如何使用 ArcGIS Pro 创建和可视化点云。 您基于各个 LAS 数据文件创建了 LAS 数据集，并将其在 3D 场景中显示。 然后，您对该数据集进行了检查并了解了其属性，然后基于高程、强度和回波次数对其进行样式设置。
您可以在 ArcGIS Pro 激光雷达入门成长系列中找到更多类似教程。
