FUSION/LDV – chmura punktów bez tajemnic

Pod tą nazwą kryje się pakiet programów do obróbki i wizualizacji danych LiDAR. Rozwijany przez US Department of Agriculture Forest Service, jest pomyślany przede wszystkim do zastosowań w leśnictwie. Pakiet jest całkowicie bezpłatny i można go używać bez ograniczeń. Zasadniczo jest programem closed source, jednak na początku 2011 roku na portalu SourceForge pojawił się kod źródłowy dwóch modułów: CloudMetrics i GridMetrics. Pakiet jest skompilowany dla systemu Windows.

Pakiet składa się z trzech zasadniczych części:

  • FUSION, graficznego programu do zarządzania danymi i wizualizacji 2D,
  • LDV, przeglądarki chmury punktów i produktów pochodnych w 3D,
  • LTK, zestawu narzędzi obsługiwanych z linii komend do przetwarzania chmur punktów.

Zakres dostępnych analiz jest bardzo szeroki. Ponieważ FUSION/LDV ma ambicję być pakietem kompletnym, znajdziemy tam zarówno narzędzia z zakresu zarządzania danymi (konwersja ASCII/LAS, przycinanie, łączenie), typowych analiz na chmurach punktów (selekcja pierwszych i ostatnich odbić, filtracja gruntu, tworzenie rastrów) oraz specyficzne dla zastosowań leśnych: określanie zwarcia drzewostanu, statystyki dla kołowych powierzchni próbnych.

FUSION/LDV może odczytywać dane LiDAR w formatach ASCII i LAS, oprócz tego posiada własny binarny format LDA. Dla danych rastrowych posiada swój format PLANS DTM, który niestety nie jest odczytywany przez GDAL. Dostępne są narzędzia umożliwiające konwersję formatu DTM do tekstowego ASC.

Do pakietu dołączony jest podręcznik w formacie PDF, zawierający charakterystykę programu i opis dostępnych narzędzi. Wywołanie każdego z narzędzi LTK bez żadnych argumentów (albo z błędnymi) spowoduje wyświetlenie prawidłowej składni i dostępnych opcji. Oprócz tego możemy skorzystać z internetowych tutoriali, dostarczonych wraz z przykładowymi danymi.

Największą siłą FUSION są niesamowicie szerokie możliwości rasteryzacji chmury punktów. W module GridMetrics dostępnych jest 60 statystyk, które mogą zostać obliczone na podstawie samej wysokości lub wysokości i intensywności odbicia. Również liczba dostępnych narzędzi selekcji danych jest imponująca.

Oprócz tych plusów zdarzają się też, oczywiście, minusy. Najpoważniejszym z nich jest kiepski algorytm filtracji gruntu, który wprawdzie usuwa roślinność, ale zupełnie nie radzi sobie z budynkami:

Wyniki filtracji gruntu w FUSION – od lewej: chmura oryginalna, filtracja w FUSION, filtracja producenta. Dane OpenTopography.org

Po drugie, narzędzie to nie dokonuje klasyfikacji chmury punktów, lecz zwyczajnie wycina te zakwalifikowane jako nie-grunt. Jest to może wygodne w przypadku tworzenia DEMu, ale pogarsza możliwości wymiany z innymi aplikacjami. Interoperacyjność jest w ogóle słabą stroną FUSION: formaty LDA i DTM są specyficzne tylko dla tego pakietu, co wymusza częste używanie narzędzi do konwersji. Wreszcie – brak możliwości przetwarzania strumieniowego, co oznacza konieczność załadowania wszystkich punktów z pliku do pamięci RAM przed rozpoczęciem analizy.

Pomimo tych wad, FUSION/LDV jest niesamowicie użytecznym programem dla wszystkich, którzy zamierzają wykorzystać dane LiDAR w projektach przyrodniczych. Pod względem możliwości oceny struktury roślinności zostawia bowiem daleko w tyle inne programy, skupione na tworzeniu DEMów. Ten ostatni jednak lepiej wykonać korzystając z innych narzędzi – na przykład LAStools.

Strona domowa pakietu: http://forsys.cfr.washington.edu/fusion.html