20. 点群の操作

20.1. 点群入門

点群とは？

点群とは、多数のデータ点（最大数十億、数兆）からなる空間の3次元画像です。各点はx、y、z座標を持ちます。キャプチャ方法にもよりますが、点群には通常、色値や強度など、キャプチャに由来した追加属性もあります。これらの属性は、例えば、異なる色で点群を表示するために使用することができます。QGISでは、点群を使って風景（または別の空間）の3次元画像を生成することができます。

サポートしている形式

QGISは、Entwine Point Tile (EPT)とLAS/LAZのデータ形式をサポートしています。点群データを扱う場合、QGISは常にEPTでデータを保存します。EPTは、共通のフォルダに保存された複数のファイルで構成される保存形式です。データに素早くアクセスできるように、EPTはインデックスを使っています。EPT形式の詳細については、entwine homepage を参照してください。

データがLASまたはLAZ形式の場合、QGISは初回に読み込む時にEPTに変換します。ファイルの大きさによっては、これに時間がかかる場合があります。この処理では、LAS/LAZファイルがあるフォルダに、 ept_ + name_LAS/LAZ_file というスキームでサブフォルダが作られます。そのようなサブフォルダがすでに存在する場合、QGISはEPTをすぐに読み込みます（読み込み時間の短縮につながります）。

知っておくべきこと

QGISでは（まだ）点群を編集することはできません。点群を操作したい場合は、オープンソースの点群処理ツールである`CloudCompare <https://www.cloudcompare.org/>`_ を使うことができます。また、Point Data Abstraction Library （PDAL - GDALに似ている）は点群を編集するオプションを提供しています（PDALはコマンドラインのみです）。

データ点の数が多いため、QGISでは点群の属性テーブルを表示することはできません。しかし、identify Identify tool は点群をサポートしているので、1つのデータポイントであってもすべての属性を表示することができます。

20.2. 点群のプロパティ

点群レイヤの レイヤプロパティ ダイアログは、レイヤとそのレンダリングに関する一般的な設定を提供します。また、レイヤの情報も提供します。

レイヤプロパティ ダイアログにアクセスするには：

  • レイヤ パネルでレイヤをダブルクリックするか、右クリックしてコンテキストメニューから プロパティ... を選択する；

  • レイヤを選択した状態で、 レイヤ ► レイヤのプロパティ... メニューを選ぶ

点群 レイヤプロパティ ダイアログには次のセクションがあります：

metadata 情報

system ソース

symbology シンボロジ[1]

3d 3Dビュー[1]

rendering レンダリング

elevationscale 高さ[1]

editMetadata メタデータ

basicStatistics 統計量の出力

[1] レイヤスタイルパネル からも利用可能です

注釈

点群レイヤのプロパティのほとんどは、プロパティダイアログの下部にある スタイル メニューを使って .qml ファイルに保存したり、そこから読み込んだりすることができます。詳細は レイヤのプロパティの保存および共有 を参照してください。

20.2.1. 情報プロパティ

metadata 情報 タブは読み取り専用で、現在のレイヤの要約された情報やメタデータをさっと掴むことができる興味深い場所です。提供される情報には、以下のものがあります：

  • 名前、ソースパス、最終保存日時と大きさ、使用されたプロバイダなどの一般

  • レイヤのプロバイダに基づいた：領域と点の数

  • 空間参照系：名前、単位、方法、精度、参照（即ち、静的か動的のいずれか）

  • プロバイダからのメタデータ：作成日、バージョン、データフォーマット、縮尺X/Y/Z…

  • editMetadata メタデータ タブから選ばれた（編集可能な）：アクセス、領域、リンク、連絡先、履歴…

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図 20.1 点群情報タブ

20.2.2. ソースプロパティ

system ソース タブでは、点群レイヤの基本情報を確認・編集することができます：

  • 設定: プロジェクト（レイヤパネル、式、印刷レイヤ凡例…）でレイヤを識別するのに使われるレイヤ名をレイヤファイル名と異なるものに設定します

  • 割り当てられた座標参照系(CRS)： ここではレイヤに割り当てられている 座標参照系 を変更することができます。ドロップダウンリストで最近使用したものを選択するか、setProjection set Projection Select CRS ボタンをクリックします(参照 座標参照系セレクタ)。この処理は、レイヤに適用されている CRS が誤っている場合や、何も適用されていない場合にのみ使用します。

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図 20.2 点群ソースタブ

20.2.3. シンボロジプロパティ

symbology シンボロジ タブでは、点群のレンダリングの設定を行います。上部には、異なる地物レンダラーの設定があります。下部には、レイヤ全体の一般的な設定と、地物レンダラーに適用される設定があります。

20.2.3.1. 地物レンダリングタイプ

点群のレンダリングにはさまざまなオプションがあり、 シンボロジ タブの上部にあるドロップダウンメニューで選択することができます（ 図 20.3 を参照）：

  • pointCloudExtent 範囲のみ： データの範囲のバウンディングボックスのみを表示します；データの範囲を概観するのに便利です。普通通り、 シンボル ウィジェット を使用することで、ボックスのプロパティ（色、ストローク、不透明度、サブレイヤなど）を設定することができます。

  • singlebandPseudocolor ランプによる属性: データはカラーグラデーション上に描画されます。ランプによる属性 を参照

  • multibandColor RGB： 赤、緑、青の色値を用いてデータを描画します。RGBレンダラー を参照

  • paletted 分類： データは分類ごとに異なる色で描画されます。分類レンダラー を参照してください

点群が読み込まれると、QGISはロジックに従って最適なレンダラーを選択します：

  • データセットに色情報（赤、緑、青属性）が含まれている場合、RGBレンダラーが使われます

  • そうではなく、データセットに Classification 属性が含まれていれば、分類レンダラーが使われます

  • そうでなければ、Z属性に基づくレンダリングにフォールバックします

点群の属性がわからない場合は、basicStatistics 統計量の出力 タブ を参照すると、点群にどの属性が含まれていて、どの範囲に値があるのかの概要を知ることができます。

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図 20.3 点群シンボロジタブ

ランプによる属性

singlebandPseudocolorランプによる属性 では、データをカラーグラデーション上の数値で表示することができます。このような数値は、例えば、既存の強度属性やZ値にすることができます。最小値と最大値により、他の値は内挿によってカラーグラデーションに広がります。明確な値と特定の色への割り当ては「カラーマップ」と呼ばれ、表に示されます。様々な設定オプションがあり、それらは図の下に説明されています。

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図 20.4 点群シンボロジタブ：ランプによる属性

  • 最小値 と 最大値 はカラーランプに適用される範囲を定義します： 最小値 の値はカラーランプの左端、 最大値 の値は右端を表し、その間の値は内挿されます。デフォルトでは、QGISは選択された属性から最小値と最大値を検出しますが、変更することもできます。値を変更したら、読み込み ボタンをクリックしてデフォルトに戻すことができます。

  • 内挿 の項目は、値にどのように色が割り当てられるかを定義します：

    • 離散値 （ <= シンボルが 値 カラムのヘッダに表示されます）：ラスタの色には、その値以上で最も近いカラーマップのエントリを使用します

    • 線形　ピクセル値の上下にあるカラーマップの項目から線形補間された色であり、データセット値毎にユニークな色に対応します

    • 正確な （ = シンボルが 値 カラムのヘッダに表示されます）：カラーマップエントリの値に等しい値を持つピクセルだけに色が適用されます。その他の値のピクセルはレンダリングされません。

  • カラーランプ ウィジェットは、データセットに割り当てるカラーランプを選択するのに役立ちます。このウィジェット と同様に、新しいウィジェットを作ったり、現在選択されているウィジェットを編集して保存することができます。

  • ラベルの単位の接尾辞 は、凡例内で値の後ろにラベルを追加します。また、 ラベルの精度 は表示する小数点以下の桁数を制御します。

分類の モード は、クラス間でどのように値が分布するかを定義できます：

  • 連続的： クラス番号と色はカラーランプのストップから取得されます; 限界値はカラーランプのストップの分布に従って設定されます (ストップに関する詳細は カラーランプの設定 を参照してください)。

  • 等間隔分類： クラスの数は行末の クラス フィールドによって設定されます; 限界値はクラスがすべて同じ大きさになるように定義されます。

クラスは自動的に決定され、カラーマップ表に表示されます。しかし、手動でこれらのクラスを編集することもできます：

  • テーブルの 値 をダブルクリックするとクラス値を変更することができます

  • guilabel:色 列をダブルクリックすると 色を選択 ウィジェットが開き、その値に適用する色を選択することができます

  • ラベル 列をダブルクリックするとクラスのラベルを変更することができます

  • カラーテーブルで選択された行の上で右クリックすると、 色を変更... と 不透明度を変更... のコンテキストメニューが表示されます

テーブルの下には、分類 でデフォルトのクラスに戻すか、手動で値を symbologyAdd 追加 するか、表から選択した行を symbologyRemove 削除 するオプションがあります。

カスタマイズされたカラーマップは非常に複雑になる可能性があるため、既存のカラーマップを fileOpen 読み込む オプションや、他のレイヤで使用するために（ txt ファイルとして） fileSaveAs 保存 するオプションもあります。

内挿 で 線形 を選択した場合は、以下の設定も可能です：

  • checkbox 範囲外の値を無視 デフォルトで、線形法はデータセットの値のうち、設定された 最小値 より小さな値（設定された 最大値 より大きな値）に対して最初のクラス（最後のクラス）の色を割り当てます。これらの値をレンダリングしたくない場合は、この設定をチェックしてください。

  • 凡例の設定 は レイヤ パネルと レイアウト凡例 に表示されます。カスタマイズはラスタレイヤと同じように動作します（詳細は ラスタの凡例のカスタマイズ を参照してください）。

RGBレンダラー

multibandColor| RGB レンダラーでは、点群から選択された3つの属性が赤、緑、青の成分として使用されます。属性に適切な名前が付けられている場合、QGISは自動的に属性を選択し、各バンドの 最小値 と 最大値 を取得し、それに応じてカラーリングをスケーリングします。しかし、手動で値を変更することも可能です。

コントラスト 方法には、 強調しない、 最小最大範囲に引き伸ばす、 最小最大範囲に引き伸ばしカット、 最小から最大までの範囲以外は無視 の値が適用できます

注釈

コントラスト ツールはまだ開発中です。問題がある場合は、デフォルトの 最小最大範囲に引き伸ばす を使用してください。

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図 20.5 点群RGBレンダラー

分類レンダラー

paletted 分類 レンダリングでは、点群は属性に基づいて色分けされて表示されます。属性はどのようなタイプでも使用できます（数値、文字列、...）。点群データにはしばしば Classification というフィールドが含まれます。このフィールドには通常、後処理によって自動的に決定された植生などのデータが含まれます。属性 を使うと、属性テーブルから分類に使用するフィールドを選択することができます。デフォルトでは、QGISはLAS仕様の定義を使用します（ASPRSホームページ にあるPDFの 'ASPRS標準点クラス' の表を参照してください）。しかし、データはこのスキーマから逸脱している可能性があります。疑問がある場合は、データを受け取った人や機関に定義を問い合わせる必要があります。

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図 20.6 点群分類レンダラー

表では、使用されたすべての値が対応する色と凡例とともに表示されます。各行の先頭には checkbox チェックボックスがあり、チェックを外すとその値はマップ上に表示されなくなります。テーブルをダブルクリックすると 色、値、凡例 を変更することができます（色については 色選択 ウィジェットが開きます)。

表の下にはボタンがあり、QGISが生成するデフォルトクラスを変更することができます：

  • guilabel:分類 ボタンを使用すると、データを自動的に分類することができます：属性に出現し、テーブルにまだ存在しないすべての値が追加されます

  • symbologyAdd 追加 と symbologyRemove 削除 を使うと、値を手動で追加または削除できます

  • すべて削除 は表からすべての値を取り除きます

ヒント

レイヤ パネルでは、レイヤのクラスリーフエントリの上で右クリックすると、対応する地物の可視性を素早く設定することができます。

20.2.3.2. 点シンボル

点シンボル では、各データポイントを表示する大きさと単位（ミリメートル、ピクセル、インチなど）を設定することができます。点のスタイルとして 円 または Square が選択できます。

20.2.3.3. レイヤレンダリング

In the Layer Rendering section you have the following options to modify the rendering of the layer:

  • Draw order: allows to control whether point clouds rendering order on 2d map canvas should rely on their Z value. It is possible to render :

    • with the Default order in which the points are stored in the layer,

    • from Bottom to top (points with larger Z values cover lower points giving the looks of a true ortho photo),

    • or from Top to bottom where the scene appears as viewed from below.

  • Maximum error: Point clouds usually contains more points than are needed for the display. By this option you set how dense or sparse the display of the point cloud will be (this can also be understood as 'maximum allowed gap between points'). If you set a large number (e.g. 5 mm), there will be visible gaps between points. Low value (e.g. 0.1 mm) could force rendering of unnecessary amount of points, making rendering slower (different units can be selected).

  • Opacity: You can make the underlying layer in the map canvas visible with this tool. Use the slider to adapt the visibility of your layer to your needs. You can also make a precise definition of the percentage of visibility in the menu beside the slider.

  • Blending mode: You can achieve special rendering effects with this tool. The pixels of your overlaying and underlying layers are mixed through the settings described in 混合モード.

  • Eye dome lighting: this applies shading effects to the map canvas for a better depth rendering. Rendering quality depends on the draw order property; the Default draw order may give sub-optimal results. Following parameters can be controlled:

    • Strength: increases the contrast, allowing for better depth perception

    • Distance: represents the distance of the used pixels off the center pixel and has the effect of making edges thicker.

20.2.4. 3Dビュープロパティ

In the 3d 3D View tab you can make the settings for the rendering of the point cloud in 3D maps.

20.2.4.1. 3Dレンダリングモード

Following options can be selected from the drop down menu at the top of the tab:

  • レンダリングしない: データは表示されません

  • 2Dシンボルに従う: 3Dの地物レンダリングを 2Dに割り当てたシンボロジ に合わせます

  • singleColor 単一色： すべての点は属性に関係なく同じ 色 で表示されます

  • singlebandPseudocolor Attribute by Ramp: Interpolates a given attribute over a color ramp and assigns to features their matching color. See ランプによる属性.

  • multibandColor RGB: Use different attributes of the features to set the Red, Green and Blue color components to assign to them. See RGBレンダラー.

  • paletted Classification: differentiates points by color on the basis of an attribute. See 分類レンダラー.

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図 20.7 The point cloud 3D view tab with the classification renderer

20.2.4.2. 3D Point Symbol

In the lower part of the 3d 3D View tab you can find the Point Symbol section. Here you can make general settings for the entire layer which are the same for all renderers. There are the following options:

  • Point size: The size (in pixels) with which each data point is displayed can be set

  • Maximum screen space error: By this option you set how dense or sparse the display of the point cloud will be (in pixels). If you set a large number (e.g. 10), there will be visible gaps between points; low value (e.g. 0) could force rendering of unnecessary amount of points, making rendering slower (you can find more details at Symbology Maximum error).

  • Point budget: To avoid long rendering, you can set the maximum number of points that will be rendered

  • Check checkbox Render as surface (Triangulate) to render the point cloud layer in the 3D view with a solid surface obtained by triangulation. You can control dimensions of the computed triangles:

    • checkbox Skip triangles longer than a threshold value: sets in the horizontal plan, the maximum length of a side of the triangles to consider

    • checkbox Skip triangles taller than a threshold value: sets in the vertical plan, the maximum height of a side of the triangles to consider

  • checkbox Show bounding boxes: Especially useful for debugging, shows bounding boxes of nodes in hierarchy

20.2.5. レンダリングプロパティ

Under the Scale dependent visibility group box, you can set the Maximum (inclusive) and Minimum (exclusive) scale, defining a range of scale in which features will be visible. Out of this range, they are hidden. The mapIdentification Set to current canvas scale button helps you use the current map canvas scale as boundary of the range visibility. See 表示縮尺セレクタ for more information.

注釈

レイヤの縮尺に応じた表示は、レイヤ パネルからも有効にすることもできます:　レイヤを右クリックし、コンテキストメニューから レイヤの縮尺表示を設定 を選択します。

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図 20.8 The point cloud rendering tab

20.2.6. 標高プロパティ

In the elevationscale Elevation tab, you can set corrections for the Z-values of the data. This may be necessary to adjust the elevation of the data in 3D maps and its appearance in the profile tool charts. There are following options:

  • Under Elevation group:

    • You can set a Scale: If 10 is entered here, a point that has a value Z = 5 is displayed at a height of 50.

    • An offset to the z-level can be entered. This is useful to match different data sources in its height to each other. By default, the lowest z-value contained in the data is used as this value. This value can also be restored with the refresh Refresh button at the end of the line.

  • Under Profile Chart Accuracy, the Maximum error helps you control how dense or sparse the points will be rendered in the elevation profile. Larger values result in a faster generation with less points included.

  • Under Profile Chart Appearance, you can control the point display:

    • Point size: the size to render the points with, in supported units (millimeters, map units, pixels, ...)

    • Style: whether to render the points as Circle or Square

    • Apply a single Color to all the points visible in the profile view

    • Check checkbox Respect layer's coloring to instead show the points with the color assigned via their 2D symbology

    • unchecked Apply opacity by distance from curve effect, reducing the opacity of points which are further from the profile curve

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図 20.9 The point cloud elevation tab

20.2.7. メタデータプロパティ

editMetadata メタデータ タブには、レイヤに関するメタデータレポートの作成・編集オプションがあります。詳細は メタデータ を参照してください。

20.2.8. Statistics Properties

In the basicStatistics Statistics tab you can get an overview of the attributes of your point cloud and their distribution.

At the top you will find the section Attribute Statistics. Here all attributes contained in the point cloud are listed, as well as some of their statistical values: Minimum, Maximum, Mean, Standard Deviation

If there is an attribute Classification, then there is another table in the lower section. Here all values contained in the attribute are listed, as well as their absolute Count and relative % abundance.

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図 20.10 The point cloud statistics tab