LIDAR:蠢蠢欲动的蓝海

2012 年 9 月 29 日7070

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  激光雷达采集的离散点云具有数据量大、信息丰富等特点。目前常用的数据存储格式,在存储Lidar数据时存在种种不足,且数据交换和共享困难。为促进整个行业的持续增长,硬件制造商、软件开发商和终端用户必须统一数据格式。

  目前,激光雷达点云数据管理、处理、集成和可视化的软件市场非常年轻,还很不成熟。随着Lidar数据量以及需求量的持续增长,软件供应商也正在努力开发新型的解决方案,以满足客户将这种数据融入到整个工作流中的需求。

  目前,大型软件开发商(如Esri、Intergraph、Autodesk公司)的软件本身都支持Lidar数据。一些激光扫描设备厂商(如Riegl、Leica、Optech公司)也正在为其提供硬件扩展软件应用,从而维系相应的客户群体。例如,天宝公司的地面解决方案只能在其生产的硬件环境中使用,为了稳定用户基础,他们还会给用户免费提供Cognition和Inpho产品,同时其航空软件用户也不受到任何限制。Lidar数据的一些大型用户(如GeoDigital 和Merrick公司)都已经自主开发了属于自己的相应软件,他们或者自己持有专利权(如GeoDigital公司),或者已将其公开出售(如Merrick公司的MARS软件套件)。此外,市场上还存在一些免费、开源的激光雷达软件,如PDAL。

  市场现状

  激光雷达正在日益普及,特别是在建筑、工程等领域。事实上,目前几乎所有主要的软件供应商都支持该数据,表明Lidar数据已被广泛接受。正如Merrick公司高级客户经理比尔?埃米森所说,这为Lidar数据开辟了一个更为广阔的市场。不过,虽然可以获取到各种来源的Lidar数据,但它们之间缺乏一个统一的数据标准。Flaxen咨询公司独立顾问迈克尔?格莱克表示,激光雷达软件市场仍然是一场开放的游戏。在这场游戏中有许多不同类型的运动员,他们正在努力尝试着不同的方向。现在激光雷达软件所处的发展阶段,与10到15年前栅格数据软件所处的阶段大体相同。

  硬件制造商越来越专注于提供特定的软件工具来完成数据处理,如校准和修正等。其中一些厂商还致力于提供额外的配套产品。同时,独立的第三方软件开发商将会开发出更为强大的工具,处理来自不同传感器的数据。最终用户可以利用这些工具完成工作,也可以根据自己的需求开发满足自身需求的软件。

  机载激光雷达比地面激光雷达更具优势,而且应用经验更为丰富。虽然市场上已有许多成熟的激光雷达应用系统,但用户通常还是会使用多个应用程序来完成数据的处理和制作工作。天宝公司地理空间部软件产品经理格雷戈尔?威尔豪克指出,集成应用可能存在于特定的软件中,但更加开放的系统也会占据一席之地。另外,他还表示在地面激光雷达领域,综合解决方案将成为一个重要趋势。

  一些公司已经通过收购计划不断增强这方面的能力。2010年7月,瑞典测量技术公司Hexagon公司收购了美国工程软件公司Inergraph公司,后者拥有分析和数字成像/激光成像仪、徕卡测量系统,具有自主激光雷达软件工具的ERDAS等。2011年10月,Autodesk公司收购了总部位于荷兰,精通点云数据编辑和显示的爱丽丝实验室。2011年12月初,GeoDigital公司收购了Powel公司。其中,GeoDigital公司善于利用激光雷达进行植被管理、线路评估和分析;Powel公司是移动控制管理产品制造商,包括公共领域管理、植被维护、电力恢复和制图。当然也有例外,GIS软件巨头Esri公司就没有专门收购任何一家激光雷达公司。

  然而,并非所有人都认为合并是最佳的选择。格莱克表示,对Lidar数据的管理、处理和可视化而言,我更愿意使用独立的应用产品,因为他们能够提供更为灵活的方案。软件产品也应该更加专注于产品的质量和性能。总体而言,高效的工具应该用于完成特定类型数据的分析研究,例如特征提取、线性测量等,不过目前仅存在少数这样的软件开发工具包(SDK)。

  数据格式和标准

  激光雷达采集的离散点云具有数据量大,信息丰富等特点。目前常用的数据存储格式,在存储Lidar数据时存在种种不足,且数据交换和共享困难。为促进整个行业的持续增长,硬件制造商、软件开发商和终端用户必须统一数据格式。在地面应用领域中,数据标准通常源于测量领域,而且其标准比航空领域更为丰富。

  LAS格式是由美国摄影测量与遥感学会(ASPRS)制定的一个LIDAR数据交换标准,是进行三维数据点云交换的一种二进制格式文件。它对数据的发布、维护和版权进行了详细的规范,能较好地解决多属性离散激光点数据的存储问题,具有结构严谨,便于扩展等优点。据GeoDigital公司总裁兼首席执行官阿拉斯泰尔?詹金斯所说:“LAS格式会使公司之间产生巨大的竞争,以实现其各自利益的最大化。”

  激光数据的最终用户并不希望规定他们所使用的文件格式,他们渴望能有更大的自由空间。然而,存在许多不同的文件格式往往会增加供应商的开发和维护负担。通常情况下,用户要从一个厂商生产的传感器上采集数据,再通过另一个厂商开发的软件工具来处理数据,最后使用又一个厂商开发的软件完成数据的可视化。数据标准的出现缓和了这些矛盾,允许不同开发商开发其自有产品,并使产品、数据之间能够很好地完成交换。不遵循公共标准的专有软件必将没有出路。

(责任编辑:白瑞)

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