Cuando pensamos en un archivo LiDAR, nos imaginamos un conjunto de puntos (llamados retornos) que dibujan la superficie de un objeto o de un espacio en 3D. Sin embargo un fichero LiDAR puede almacenar mucha más información (clases, valores de intensidad, tiempo GPS, etc.).
Podríamos compararlo con la tabla de atributos de un shapefile. Cuando cargamos en un programa SIG un shapefile vemos los polígonos, las líneas o los puntos, pero al abrir la tabla de atributos, nos encontramos con toda la información que nos ayuda a dar un contexto y nos permite filtrar, consultar o catalogar la información.
A diferencia de un shapefile, los archivos LiDAR suelen ser muy pesados y contienen millones de retornos. Por este motivo es necesario conocer herramientas para leer sus atributos sin necesidad de abrirlos. En este post, te enseñamos cómo hacerlo.
¿Qué son los metadatos y atributos de un LiDAR?
Lo correcto aquí sería matizar qué son los metadatos y qué son los atributos de un archivo LiDAR. Podemos entender como metadatos de un LiDAR aquella información de cabecera, general que se refiere al archivo LiDAR en sí, como por ejemplo software que se usó para crearlo, ID del archivo, fecha de creación, formato y versión de los retornos, número total de retornos, etc.
Aparte de esta información general, cada retorno puede (o no) almacenar una serie de atributos únicos de cada punto. Estos atributos pueden ser intensidad, número de retorno, dirección del scanner, clasificación, ID del vuelo, tiempo GPS, etc.
No todas las nubes de punto almacenan los mismos atributos. El que exista o no esta información en el LiDAR, va a depender principalmente del scanner usado en la captura y del post-procesado o tratamiento de los datos.
¿Cómo leer la información de cabecera y los atributos en un archivo LiDAR?
La clave es poder leer esta información sin necesidad de abrir las nubes de puntos, ya que esto requeriría mucho tiempo. Para conocer esta valiosa información, existen distintos software tanto gratuitos como aquellos que requieren licencia de pago y que nos pueden ayudar a crear un informe que contenga toda esta información. Dependiendo de qué software usemos, podemos obtener informes más o menos completos.
En este post vamos a describir cómo usar LAStools para obtener estos informes, en concreto, dentro del amplio paquete de programas y herramientas que trae este software de Rapidlasso vamos a usar LASinfo.
Cómo ejecutar Lasinfo para crear informes a partir de un LiDAR
Lasinfo es uno de los programas totalmente gratuitos de LAStools. El paquete de programas de LAStools se puede dividir en dos grupos, el primero que tiene programas gratuitos y el segundo que contiene una serie de programas que requieren licencia para sus uso comercial. Esta herramienta va a servir para crear informes bien en memoria o bien en formato de texto *.txt.
Como todos los programas de LAStools, LASinfo se puede ejecutar tanto desde la línea de comandos como usando la consola (GUI). En este caso vamos a trabajar con la consola, que para un primer contacto con el programa resulta más intuitiva que los comandos.
Para abrir la consola de LAStools , simplemente dirígete a la carpeta donde hayas descargado la carpeta de LAStools y haz doble clic en el ejecutable de LASinfo («lasinfo.exe» que se encuentra en la carpeta lastools/bin).
Podemos dividir la ventana del programa en 4 partes principalmente.
- La parte izquierda está destinada a los archivos de entrada. Aquí podemos seleccionar el directorio de entrada, así como filtrar los datos en base a sus atributos, etc.
- En la parte derecha encontramos los parámetros para los archivos de salida, en ella podemos definir formato, nombre, extensión, si ejecutar el programa en multiproceso o no, etc.
- La parte central es una ventana donde podemos ver los límites de los archivos que cargamos
- Por último, la parte inferior queda destinada a la versión del programa, licencia y opciones de recorte
Lo que nos interesa principalmente es la parte destinada a los archivos de entrada y salida. Vamos a hacer un ejemplo con datos del PNOA LiDAR, pero podrías usar cualquier archivo LiDAR que desees. Para cargar datos, dirígete a la pestaña de “browse” y usa los botones de “\” y “\..” para navegar adelante y atrás en tu ordenador. También puedes copiar la ruta de acceso a tu carpeta en “directory” y hacer clic en “go”.
Casi todas las herramientas de LAStools son multiproceso, es decir, pueden leer uno o más archivos LiDAR simultáneamente. Puedes usar la “wildcard” para leer todos los archivos que contengan una determinada extensión, por ejemplo todos los archivos LAZ en tu ruta de acceso.
Una vez hayas navegado hasta tu carpeta y hayas añadido los archivos o el archivo en el que deseas ejecutar LAStools, haz clic en RUN32 o RUN64 (parte inferior derecha, puede que tengas que ampliar el tamaño de la ventana de la consola para ver estos botones).
Una nueva ventana se abrirá con el comando que se va a ejecutar. Pulsa el botón “Start” para iniciar LASinfo. En pocos segundos se abrirá una ventana de símbolo de sistema con toda la información de cabecera y los atributos de tu archivo LiDAR
Entendiendo los datos de cabecera y atributos LiDAR
A continuación vamos a desglosar la información que nos muestra lasinfo. Tras ejecutarse el programa, verás en la ventana de comandos de Windows una serie de datos, como se muestra en las siguiente imágenes, que podemos dividir en diferentes partes. Estos datos existen solo en la memoria de tu PC.
En primer lugar, tendremos los datos de cabecera. Esta información suele ser general para un mismo proyecto, es decir para todos los datos LiDAR capturados y procesados con el mismo escaner/programa para una misma área.
Aquí podemos ver información referente al formato de los puntos, versión, programa utilizado para procesar los datos, ID, número total retornos, valores mínimos de XYZ, fecha de creación del archivo, etc.
En segundo lugar tenemos los histogramas. Estos histogramas presentan un “resumen” de los retornos LiDAR de nuestro archivo. Aquí podemos ver datos muy útiles como por ejemplo el rango de valores del tiempo GPS, rango de valores de intensidad, histograma de clasificación, etc.
Es importante matizar que la estructura en la que se presentan estos datos es acorde con los estándares de la “American Society for Remote Sensing and Photogrammetry”. En este documento puedes encontrar toda la información que necesitas para entender lo que significa cada elemento de este informe.
Opciones avanzadas a la hora de ejecutar lasinfo
Observa como en la parte final del informe, puedes ver el comando que se ha ejecutado para crear este reporte en memoria.
lasinfo -i «C:\Javi\PNOA\PNOA_2016_MUR-VAL-CLM_750-4272_ORT-CLA-RGB.laz»
Si quieres ejecutarlo desde la ventana de comandos, prueba a usar la ruta de acceso al programa de LASinfo de tu ordenador y copiar el comando en símbolo de sistema:
“C:\lastools\bin\lasinfo.exe” -i «C:\Javi\PNOA\PNOA_2016_MUR-VAL-CLM_750-4272_ORT-CLA-RGB.laz»
Deberías obtener el mismo resultado que obtuviste desde la consola del programa, pero sin necesidad de abrirlo.
Ahora, prueba a modificar los outputs desde la GUI. Vamos a crear los outputs en formato texto con extensión *.txt. De este modo, no estarán en memoria, si no que se genera un archivo en tu PC que podrás almacenar. Para ello abre la pestaña de “output” haz clic en “dir” y navega hasta la carpeta donde quieres guardar el archivo de salida. En “filename” escribe el nombre de tu archivo de salida, por ejemplo “informe.txt”.
Ahora tendremos nuestro informe en formato TXT, lo que nos permite guardarlo de manera local y poder recurrir a él siempre que lo deseemos.
El comando que acabamos de ejecutar es como el que se muestra a continuación. En negrita se destaca la parte que nos ayuda a generar el archivo de texto:
lasinfo -i «C:\Javi\PNOA\PNOA_2016_MUR-VAL-CLM_750-4272_ORT-CLA-RGB.laz» -odir «C:\Javi\PNOA» -o «informe.txt»
Por último, vamos a ver una opción extra que sería para filtrar los datos según determinados parámetros. Leyendo los informes generados, sabemos que nuestros datos están clasificados y que tienen clase suelo, vegetación, ruido, etc.
Vamos ahora a generar un informe pero que solamente contenga la clase suelo (e ignore el resto de clases) y además únicamente lea 1 de cada dos retornos (es decir, el 50% de los retornos de la clase suelo).
Para ello, en la parte izquierda de la ventana de lasinfo que está destinada a los inputs, tendríamos que buscar la pestaña «filter» desde la que podemos añadir (con el botón ADD) cuantos filtros necesitemos. En este caso «keep_every_nth» para leer solamente el 50% de los retornos y «keep_class» para leer exclusivamente los retornos de la clase 2 «suelo».
El comando a ejecutar sería (en negrita se destacan los filtros que hemos añadido):
lasinfo -i «C:\Javi\PNOA\PNOA_2016_MUR-VAL-CLM_750-4272_ORT-CLA-RGB.laz» -odir «C:\Javi\PNOA» -keep_class 2 -keep_every_nth 2 -o «informe_clase_suelo.txt»
Conclusión
Lasinfo es un programa gratuito de LAStools que resulta fundamental a la hora de trabajar con datos LiDAR de manera profesional. Las nubes de puntos suelen ser muy pesadas y difíciles de manejar. También lleva mucho tiempo abrirlas y explorarlas en 3D no es siempre lo mas práctico.
Por ello, lasinfo es posiblemente una de las herramientas más útiles y que mas veces vas a necesitar ejecutar para conocer tus archivos LiDAR, antes incluso de empezar a trabajar con ellos y sin necesidad de abrirlos en un software.
En este curso sobre tratamiento de datos LiDAR se desglosa cada uno de estos parámetros y se trabaja con mas herramientas de LAStools, CloudCompare y FUSION para obtener subproductos usando estos atributos de los archivos LiDAR.
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