Начиная с версии Metashape Professional 2.0.0, программа поддерживает обработку неструктурированных данных воздушного лазерного сканирования. Результатом воздушного лазерного сканирования является трехмерный массив точек лазерного отражения, который можно загрузить в проект Metashape и обработать.


В приведенной ниже статье описаны основные этапы обработки:



Импорт траектории

Траектория сканирования для данных лазерного сканирования может быть импортирована в Metashape. Для импорта траектории поддерживаются следующие форматы: CSV (*.txt, *.csv, *.trjt, *.xyz), SBET (*.out, *.sbet), SOL (*.sol), TerraScan (*.trj).


Для правильного применения траектория должна быть импортирована в проект до импорта данных лазерного сканирования.


1. Выберите Файл > Импорт > Импорт траектории, чтобы импортировать траекторию.


2. Выберите файл с траекторией. Для форматов CSV укажите следующие параметры: Столбцы (X, Y, Z, время GPS), Разделитель (табуляция, запятая, точка с запятой, пробел или другие) и Пропустить строки в диалоговом окне Импорт траектории. Для других форматов данные будут загружены автоматически.


3. Нажмите кнопку ОК. 


Импортированная траектория будет отображена в режиме просмотра Модели, и новый слой с траекторией также появится на панели Проект. Траектория может отображаться в различных режимах просмотра: Однотонный режим, Высота, Время съёмки.



В режимах Высота и Время съёмки красный цвет соответствует наибольшему значению, синий цвет соответствует наименьшему.


Для удобной работы с воздушным лазерным сканированием (например, отображение только части облака точек или исключение области разворота БПЛА из рассмотрения) в Metashape реализована опция маскирования траектории (Маскировать выделение, Демаскировать выделение, Обрезать маску по выделению, Удалить маску).


Соответствующие команды доступны из меню Инструменты > Траектория. Сперва следует выделить область на Модели, используя Инструменты выделения.



Затем выберите команду для применения инструментов маскирования траектории из меню Инструменты (в примере ниже мы использовали - Обрезать маску по выделению):



Выберите Инструменты > Траектория > Удалить маску, чтобы сбросить маску:




Импорт данных воздушного лазерного сканирования

Облако точек лазерного сканирования может быть импортировано в следующих форматах: ASPRS LAS (*.las), LAZ (*.laz), ASTM E57 (*.e57), ASCII PTS (*.pts, *.pts.gz), PTX (*.ptx), Stanford PLY (*.ply), Wavefront OBJ (*.obj),  Point Cloud Data (*.pcd).


1. Для импорта данных лазерного сканирования выберите Файл > Импорт > Импорт облака точек.


2. В диалоговом окне Импорт облака точек перейдите к папке, где расположены данные лазерного сканирования, и выберите соответствующие файлы. Затем нажмите кнопку Открыть.


Одновременно можно загрузить несколько облаков точек. Выберите все облака точек из папки с данными лазерного сканирования для импорта. В этом случае параметры из диалогового окна Импорт облака точек будут применены ко всем выбранным файлам облака точек.

3. Установите параметры для импорта и поставьте флажок Использовать как облака ТЛО (Use as laser scans) в диалоговом окне Импорт облака точек.




Опция Траектория (Trajectory) для параметра Положение сканера (Scanner position) доступна только в том случае, если траектория была импортирована в проект до импорта облака точек. Если опция Использовать как облака ТЛО (Use as laser scans) не была включена в диалоговом окне Импорт облака точек, то можно включить опцию в контекстном меню Облака точек после того, как оно было импортировано в проект и появилось в содержимом блока на панели Проект. Вы можете выбрать все облака точек, связанные с лазерным сканированием, и применить опцию Использовать как облака ТЛО.



В диалоговом окне Импорт облака точек можно изменить следующие параметры:

  • Система координат: Установите систему координат из выпадающего списка или загрузите параметры пользовательской географической системы координат, соответствующей импортируемым облакам точек.
  • Точность координат: Чтобы указать пользовательское значение для точности координат, включите Пользовательскую (Custom) опцию и добавьте значение в соответствующее поле. В качестве альтернативы используйте параметр По умолчанию (Default), тогда Metashape автоматически вычислит точность координат. Вычисленное значение соответствует среднему расстоянию между соседними точками облака.
  • Параметры: Чтобы импортировать облако точек в виде лазерного сканирования, включите параметр Использовать как облака ТЛО (Use as laser scans). Если нормали точек не сохранены в импортируемых файлах, Metashape автоматически вычислит нормали точек. Чтобы определить нормаль к точке в облаке точек, Metashape аппроксимирует локальную поверхность модели плоскостью. Если облако точек было получено в неструктурированном виде, то в поле Положение сканера (Scanner position) следует выбрать параметр Неизвестно (Unknown). Если облако точек было записано в структурированном виде, то следует выбрать параметр К началу координат (Origin). Если облако точек сохраняет файл траектории, то используйте значение параметра - Траектория (Trajectory).

Направление аппроксимирующей плоскости определяется ближайшими соседями данной точки. Количество ближайших точек (соседей) устанавливается значением параметра Кол-во соседей для расчёта нормалей (Normal estimation neighbors). Если импортированное облако имеет много шумов, то 28 (значение по умолчанию) соседей может быть недостаточно для достоверного определения нормалей. Для таких облаков точек стоит увеличить значение параметра Кол-во соседей для расчёта нормалей  до 100. Увеличение числа соседей замедлит расчет, сгладит нормали по углам, но поможет избежать шумов. В некоторых случаях, увеличение числа соседей также поможет избежать формирования больших участков с инвертированными нормалями.


4. Нажмите кнопку ОК, чтобы добавить данные в проект.




Если файл траектории не был загружен до импорта облака точек, то его можно применить после загрузки облака точек в виде лазерных сканов. Импортируйте файл траектории (выберите Файл > Импорт > Импорт траектории) и выберите Задать траекторию > Траектория из контекстного меню лазерных сканов. Процесс показан на анимации ниже:



Чтобы отобразить или скрыть облако точек лазерного сканирования в режиме просмотра Модели, используйте кнопку Показать облака ТЛО (Show Laser Scans) на панели инструментов:



В зависимости от информации, записанной в данных лазерного сканирования, облако может отображаться в различных режимах: Однотонный режим (Solid View), Цвета точек (Colors View), Классы точек (Classes View), Интенсивность точек (Intensity View), Высота точек (Elevation View), Отраженный сигнал (Return View), Угол сканирования (Scan Angle View), ID источника (Source ID View), Достоверность точек (Confidence View).



На основе импортированного облака точек лазерного сканирования можно выполнить классификацию, построить ЦМР и модель. Для этого выберите Облака ТЛО (Laser scans) в качестве Исходных данных (Source data) на соответствующем этапе обработки. Смотрите пример диалогового окна ниже:



Если проект включает в себя как данные лазерного сканирования, так и снимки для одного и того же участка съемки, все данные должны быть загружены в один и тот же блок для совместной обработки. В этом случае вы также можете построить текстуру, ортофотоплан и тайловую модель.