LiDAR Territorial
3a cobertura LiDAR de Catalunya
Amb la realització de la 3a cobertura de dades LiDAR de Catalunya a partir d’un sensor aeri LiDAR i fotogràfic, l'ICGC completa el LiDAR Territorial.
A partir d’aquestes dades s’ha obtingut un núvol de punts georeferenciat amb una densitat mínima de 8 punts/m2 i una ortoimatge simultània de 15 cm de resolució. La captació de les dades LiDAR aèries fins recobrir tota Catalunya s’han fet en els anys 2021, 2022 i 2023.
El núvol de punts descriu la morfologia del terreny d’una manera precisa mentre que l’ortoimatge simultània ajuda a interpretar-lo. El núvol de punts es classifica associant a cada punt l’element que descriu, com el terreny, la vegetació o els edificis, el que permet obtenir informació detallada d’aquests elements i generar models d’elevacions.
| Geoinformació subjecta a una llicència de Reconeixement 4.0 Internacional de Creative Commons. Més informació |
Característiques tècniques principals
La 3a cobertura de dades LiDAR de Catalunya es publica en fulls d’1 x 1 km, on tots els fulls tenen una densitat mínima de 8 punts/m2, i un 65% dels mateixos tenen una densitat superior a 10 punts/m2.
Distribució de campanyes per fulls
La distribució de les cobertures de la densitat del núvol de punts de cada full 1x1 km es poden consultar a les metadades.
La 3a cobertura de dades LiDAR de Catalunya prové dels vols fets amb el sensor LiDAR durant els anys 2021-2022 i 2023.
Densitat de dades
La densitat de les dades amb l'any de vol de cada full 1x1 km es poden consultar a les metadades.
Metodologia de treball
- Què és un núvol de punts?
És un conjunt de punts posicionats en l’espai tridimensional a partir de les coordenades (X, Y, H) d’un sistema de referència i projecció determinats. Cadascun d’aquest punts te diferents característiques associades que ens serveixen per conèixer el territori, una de les principals és la classe, que fa referència a l’element on pertany el punt, ja sigui el terra, un edifici, la vegetació, etc.
A partir d’aquesta classificació obtenim un model tridimensional acurat sobre els diferents elements del territori. - Com es realitza el vol?
La captura de dades Lidar per a la 3a cobertura de Catalunya s’ha fet a partir d’un sensor dual Lidar i fotogràfic embarcat en un avió. L’avió realitza les missions de vol necessàries per capturar dades LiDAR i imatges aèries fins recobrir tot el territori català.
Per aquesta cobertura s’han necessitat 159 missions o dies de vol. - Quin és el producte resultant i com es treballa i s'edita?
Les dades capturades pel sensor dual Lidar i fotogràfic es treballen en paral·lel. Primer es processa la trajectòria de l’avió i s’obté la georeferència a partir de les dades GPS/INS que es recullen durant el vol. Posteriorment es treballen d’una banda les dades LiDAR fins obtenir el núvol de punts i de l’altre les imatges aèries fins obtenir una ortoimatge.
El producte obtingut és un núvol de punts georeferenciat que dona una visió morfològica del territori, ja que cada punt representa un element del terreny i és el punt de partida per generar diferents models d’elevacions.
Classificació del núvol de punts
El núvol de punts LiDAR es distribueix en format LAS 1.4 i classificació d'acord amb l'estàndard de l'ASPRS. A cada punt se li assigna una classe que identifica l’element del territori al qual pertany (terreny, vegetació, edificis, aigua, etc.). Aquesta classificació és una de les característiques clau del producte, ja que permet la seva explotació analítica. La classificació s'ha obtingut a partir d'algoritmes automàtics, complementats amb revisions i edicions manuals puntuals per corregir errors significatius.
- Classes temàtiques principals, que descriuen els elements predominants del territori: terreny, vegetació (segons alçada), edificis.
- Subclasses específiques, que permeten refinar la representació d’alguns elements, com ara punts clau del terreny (model key points), punts associats a estructures complexes ( ponts, façanes o damunt edificis) o punts a l'aigua.
- Classes de control de qualitat, que identifiquen punts anòmals o no representatius del territori (punts baixos, punts aeris o solapaments entre passades de vol).
- Classes provisionals o no classificades, que inclouen punts que no es poden assignar amb certesa a una categoria determinada (Default).
Aquest esquema de classificació permet treballar selectivament amb el núvol de punts i obtenir productes derivats d’alt valor, com ara models digitals del terreny, anàlisi de cobertes vegetals o identificació d’elements construïts.
En aquest sentit, la classificació és un element essencial per convertir el núvol de punts en una base de dades estructurada, apta per a aplicacions de planificació territorial, anàlisi ambiental i estudis volumètrics.
A continuació es mostra la llista de classes de punts LiDAR utilitzades, amb el codi de classe, el nom i una descripció resumida de cadascuna.
| Classe | Nom de la classe | Descripció |
|---|---|---|
| 1 | Default (no classificats) | Punts que no s’han classificat. |
| 2 | Ground (terreny) | Punts de la classe terreny no inclosos a la classe Model key points (8). |
| 3 | Low vegetation (vegetació baixa) | Punts de vegetació amb altures sobre el terreny de 0,15 a 2 m. |
| 4 | Medium vegetation (vegetació mitjana) | Punts de vegetació amb altures sobre el terreny de 2 a 3 m. |
| 5 | High vegetation (vegetació alta) | Punts de vegetació amb altures sobre el terreny superiors a 3 m. |
| 6 | Building (edificis) | Teulades d'edificis amb una superfície mínima de 40 m² i una altura mínima d’1,8 m. |
| 7 | Low points (punts baixos) | Punts individuals o grups reduïts de punts que estan més d'1 m per sota dels seus veïns (situats a menys de 10 m). |
| 8 | Model key points (punts clau) | Punts clau del terreny, necessaris per generar un model digital del terreny. |
| 9 | Water (aigua) | Punts en masses d’aigua amb longitud superior a 100 m, generalment en rius, embassaments i al mar. |
| 12 | Overlapping (solapament) | Punts de solapament entre passades de vol. |
| 17 | Bridge (ponts) | Punts damunt les plataformes dels ponts. |
| 18 | Air points (punts aeris) | Punts amb altura sobre el terreny superior a 200 m. |
| 75 | Other ground (possible terreny) | Punts amb alçades sobre el terreny entre -5 i 0,15 m, susceptibles de ser terreny però no classificats com a tal. |
| 76 | Under building (sota edificis) | Punts per sota els edificis, normalment punts en façanes. |
| 77 | Other building (damunt edificis) | Punts situats sobre teulades d’edificis que no corresponen a cap de les classes anteriors. |
Exemple de classificació del núvol de punts LiDAR
Classificació del núvol de punts LiDAR
Casos d'estudis destacats
Estudi morfològic: models d’elevacions i superfícies
Del núvol de punts classificat s’obtenen els models d’elevacions que, en funció de les classes triades, ens descriuran la morfologia d’uns elements o uns altres del territori. Així es pot generar un Model Digital de Superfície (DSM) a partir de totes les classes que descriurà el territori amb tots els seus elements. O es pot generar un, Model Digital del Terreny (DTM), utilitzant només la classe Terreny que descriurà el relleu. També es poden generar models combinats per descriuen les elevacions de terreny amb la vegetació (DTMv) o amb els edificis (DTMe). Aquests models d’elevacions tenen múltiples utilitats, un exemple seria l’ús del DTM per a la confecció de mapes de zones inundables.
Models (DSM i DTM) i imatge
Estudi de vegetació
La densitat del núvol de punts LiDAR obtingut en la 3a cobertura permet descriure amb detall la morfologia de la massa forestal. A partir d’aquestes dades es poden calcular diferents variables que caracteritzen la vegetació, com ara l’alçada dels arbres o la fracció de cabuda coberta. La resolució assolida també fa possible analitzar el matollar i la distribució i estructura del bosc, aspectes clau per a la planificació forestal, la conservació de la biodiversitat i la prevenció d’incendis.
Com a cas d’ús específic, les dades LiDAR, combinades amb treballs de camp, permeten desenvolupar metodologies innovadores per generar inventaris forestals adaptats a la realitat de les formacions de Catalunya. Aquesta informació fa possible obtenir variables estructurals de les masses arbrades i aplicar-les a diferents escales, contribuint així a la planificació i al seguiment de la gestió forestal dins dels instruments d’ordenació vigents..
Descripció detallada de l'arbrat
Estudis volumètrics
La modelització acurada de la morfologia del terreny que obtenim a partir de les dades Lidar ens permet fer un monitoratge del canvis en el territori, especialment en zones canviants com poden ser les escombreres, canteres i dipòsits controlats. A partir de les diferents cobertures es poden fer estudis volumètrics del material aportat o extret.
Càlcul volumètric