ENVI LiDAR——从LiDAR数据中获取二三维信息
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2016-06-20
众所周知，LiDAR数据能够提供重要的三维信息，并已应用于多个领域，如林业、国防、城市管理、电力等，发挥了其独特的价值。2011年10月，EXELIS VIS公司(ENVI/IDL原产商)发布了ENVI新扩展ENVI LiDAR，高级的LiDAR数据浏览、处理和分析工具，能快速准确的从LiDAR数据中提取三维信息，提取出的信息可在其他平台下（如ENVI、ArcGIS）进行进一步的使用和分析。
ENVI LiDAR能读取原始的LAS数据、NITF LAS数据和ASCII文件，浏览现实场景，进行特征提取，可获取地形（DSM、DEM）、树木、建筑物、电力线和电线杆，提供功能菜单将结果导入ENVI平台或者把shp文件导入GIS平台下进一步使用和分析，应用领域包括森林调查评估、城市扩建制图、地形可视化和电力线勘察决策等。
一、 LiDAR数据浏览
读取LAS LiDAR数据或ASCII LiDAR数据，并进行快速多方位的可视化：
• 点云查看
• 交互式截面可视化
• 点云数据手动可视化
• 可视化飞行
图1 浏览LAS数据
二、 从LiDAR提取三维特征要素
可视化的三维显示下， ENVI LiDAR 通过自动特征识别工具，或手动编辑，可以对整个点云场景进行特征识别，也可以定义一个子集场景，还可以同时对多个LAS文件进行处理，短时间内即可获得准确的信息。
ENVI LiDAR可进行建筑物轮廓提取与三维模型的构建、森林资源调查、完整的通行权分析、电力线和电线杆位置决策等。提取出的特征可应用于不同的行业，如植物生长是否会对电力线造成阻碍，国防上的视域分析，以及自然资源管理中的森林资源清查等。
ENVI LiDAR可高效、自动地从LiDAR数据中提取信息：
• 点云分类
• DSM（栅格和TIN）
• DEM
• 地面等高线
• 建筑物顶部矢量
• 建筑物轮廓矢量
• 电力线矢量
• 电线杆（X、Y、Z、H、R）
• 电力线的连接点（X、Y、Z）
• 树木（X、Y、Z、H、R）
• 点密度和覆盖率分析
• 桥梁
• 其他特征
图2 从LiDAR中提取真实的电力线
图3 从LiDAR中提取真实的建筑物三维模型
三、 提取结果修正
为了使自动化的提取结果更加完美，三维特征提取的结果往往需要加以修正，确保逼真的可视化效果。通过三维场景飞行浏览寻找需要编辑的地方。
ENVI LiDAR提供了操作简便的编辑功能，只需按一下特定的数据点，并修改其属性。可用平滑，修改误分类或调整个别的结果的方法来对DEM进行修正，如：建筑物的形状，树木的数量，和电线杆和电源线的位置。 ENVI LiDAR 提供了以下编辑功能：
• 点云类型的修改
• DEM编辑
• 电力线和电线杆编辑
• 树木参数编辑
• 手动矢量编辑
图4 3d建筑物模型编辑
四、 结果和图层输出
ENVI LiDAR可以生成标准栅格格式的地形数据、.csv文件、GeoTIFF、LAS和shp数据，快速用于：
• 将结果添加到ArcGIS平台中；
• 在您的地理空间数据分析中添加3D图层（栅格或矢量）；
• 在视域分析中添加关键的、及时的高程信息。
为了对3D信息进一步分析， ENVI LiDAR 提供了一个功能菜单，可方便地将结果在ENVI中自动打开，结合ENVI的高光谱处理、多光谱分类、特征提取、变化检测和各种图像分析技术，实现多维地理空间信息的研究分析。
图5 ENVI中叠加 ENVI LiDAR 的建筑物提取结果以便进一步分析
图6 ArcScene中叠加 ENVI LiDAR 的电力线提取结果
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0100vph4.html
ENVI LiDAR能读取原始的LAS数据、NITF LAS数据和ASCII文件，浏览现实场景，进行特征提取，可获取地形（DSM、DEM）、树木、建筑物、电力线和电线杆，提供功能菜单将结果导入ENVI平台或者把shp文件导入GIS平台下进一步使用和分析，应用领域包括森林调查评估、城市扩建制图、地形可视化和电力线勘察决策等。
一、 LiDAR数据浏览
读取LAS LiDAR数据或ASCII LiDAR数据，并进行快速多方位的可视化：
• 点云查看
• 交互式截面可视化
• 点云数据手动可视化
• 可视化飞行
图1 浏览LAS数据
二、 从LiDAR提取三维特征要素
可视化的三维显示下， ENVI LiDAR 通过自动特征识别工具，或手动编辑，可以对整个点云场景进行特征识别，也可以定义一个子集场景，还可以同时对多个LAS文件进行处理，短时间内即可获得准确的信息。
ENVI LiDAR可进行建筑物轮廓提取与三维模型的构建、森林资源调查、完整的通行权分析、电力线和电线杆位置决策等。提取出的特征可应用于不同的行业，如植物生长是否会对电力线造成阻碍，国防上的视域分析，以及自然资源管理中的森林资源清查等。
ENVI LiDAR可高效、自动地从LiDAR数据中提取信息：
• 点云分类
• DSM（栅格和TIN）
• DEM
• 地面等高线
• 建筑物顶部矢量
• 建筑物轮廓矢量
• 电力线矢量
• 电线杆（X、Y、Z、H、R）
• 电力线的连接点（X、Y、Z）
• 树木（X、Y、Z、H、R）
• 点密度和覆盖率分析
• 桥梁
• 其他特征
图2 从LiDAR中提取真实的电力线
图3 从LiDAR中提取真实的建筑物三维模型
三、 提取结果修正
为了使自动化的提取结果更加完美，三维特征提取的结果往往需要加以修正，确保逼真的可视化效果。通过三维场景飞行浏览寻找需要编辑的地方。
ENVI LiDAR提供了操作简便的编辑功能，只需按一下特定的数据点，并修改其属性。可用平滑，修改误分类或调整个别的结果的方法来对DEM进行修正，如：建筑物的形状，树木的数量，和电线杆和电源线的位置。 ENVI LiDAR 提供了以下编辑功能：
• 点云类型的修改
• DEM编辑
• 电力线和电线杆编辑
• 树木参数编辑
• 手动矢量编辑
图4 3d建筑物模型编辑
四、 结果和图层输出
ENVI LiDAR可以生成标准栅格格式的地形数据、.csv文件、GeoTIFF、LAS和shp数据，快速用于：
• 将结果添加到ArcGIS平台中；
• 在您的地理空间数据分析中添加3D图层（栅格或矢量）；
• 在视域分析中添加关键的、及时的高程信息。
为了对3D信息进一步分析， ENVI LiDAR 提供了一个功能菜单，可方便地将结果在ENVI中自动打开，结合ENVI的高光谱处理、多光谱分类、特征提取、变化检测和各种图像分析技术，实现多维地理空间信息的研究分析。
图5 ENVI中叠加 ENVI LiDAR 的建筑物提取结果以便进一步分析
图6 ArcScene中叠加 ENVI LiDAR 的电力线提取结果
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0100vph4.html
