ENVI는 영상 자료를 처리하기 위한 소프트웨어이고, LiDAR 자료는 사실 영상 자료는 아닙니다. 3차원 공간좌표에 정의되는 포인트 데이터라고 할 수 있는데요, 이로부터 추출되는 정보가 DEM과 같이 입체를 정의하는 영상이 되거나, 건물, 도로, 전선, 나무 등의 GIS 적인 정보이므로, ENVI에서 LiDAR 데이터를 연동할 수 있다면 그 다음 작업이 편리해 지는 장점이 있습니다. 이 글은 ENVI에서 LiDAR 데이터를 다루는 세 가지의 방법을 간략히 소개합니다.

1. ENVI LiDAR
ENVI에서 LIDAR 자료를 처리하기 위한 전문 소프트웨어가 비교적 최근에 나왔는데요, “ENVI LiDAR”라고 하는 소프트웨어입니다. 포인트 클라우드라고 불리우는 방대한 데이터를 처리하는데, 가장 빠르고, 다양하고, 편리한 기능들을 제공하고 있습니다. ENVI LiDAR는 현재상태로는 ENVI와 독립되어 있는 소프트웨어입니다(ENVI를 실행하지 않고 ENVI LiDAR를 실행할 수 있습니다). 하지만, IDL에서 ENVI LiDAR의 기능을 호출하여 배치 프로세스로 대량의 자료를 일괄 처리할 수 있는 기능은 제공됩니다.

ENVI LiDAR는 Multi Core CPU를 모두 활용하여 병렬처리를 하도록 설계가 되어 있습니다. 사용하는 컴퓨터의 성능이 좋을 수록 더 빠른 처리 속도를 보여 줍니다. LIDAR 데이터는 기본적으로 고해상도의 3차원 데이터여서 자료 읽기와 화면 표출에도 높은 성능이 요구되는데, ENVI LiDAR의 경우에는 건물, 나무, 도로, 전선 등의 분류 작업을 수행하고 이를 ESRI Shp 형태의 벡터로 출력하거나 DEM 정보를 추출하여 영상으로 내보내는 기능이 있어 멀티 코어 CPU를 사용한 처리를 통해 큰 효과를 볼 수 있습니다. ENVI LiDAR는 아래 설명할 다른 두 개의 도구와는 수준이 많이 다른, 기능이 많은 소프트웨어입니다.

ENVI Lidar는 현재 Windows 32bit / 64bit 용으로만 개발되어 있습니다.

2. 3D Lidar Viewer
3D LiDAR Viewer는 Windows용 ENVI Classic에서 기본적으로 제공하는 기능입니다. 이 메뉴를 실행하면 독립된 창이 열리고, 3D LiDAR Viewer 창 안에서 파일을 열고, 이동/회전/확대/축소 등의 조회 작업을 수행할 수 있습니다. 고도 측정 및 거리 측정 등의 간단한 데이터 분석을 수행할 수 있습니다.

3D LiDAR Viewer는 ENVI Classic 메뉴에서 File > Open External File > LAS LiDAR > 3D LiDAR Viewer 를 통해 실행합니다. 간단하게 LAS 포맷의 LIDAR 데이터를 열어 보는 데 매우 유용한 도구인데, Windows 용으로만 제공되고, ENVI Classic 에서만 사용할 수 있다는 제약이 매우 아쉽습니다.

3. LiDAR Toolkit
LiDAR Toolkit은 Exelis VIS가 공식적으로 제공하는 기능은 아닙니다. Ben Kamphaus 라는 Exelis VIS의 개발자가 만들어 CODE Library를 통해 배포하는 Add-on 입니다., ENVI Classic의 save_add 디렉토리에 해당 파일을 복사해 넣음으로서 간단히 기능을 추가할 수 있습니다.

설치 후 ENVI Classic을 다시 실행하면 메뉴 막대에 LiDAR라는 메뉴가 새로 등장합니다.

LAS 데이터를 읽어 서브셋을 추출하거나 ASCII 형태의 데이터를 LAS 형태로 전환하는 등, 메뉴에 직관적으로 나와 있는 간단한 기능들을 수행할 수 있으며, 맨 아래쪽에 있는 3D Lidar Levels Viewer를 실행하면 독립된 창이 열립니다. 이 창을 통해 3D LiDAR Viewer와 유사한 방법으로 데이터를 살펴볼 수 있습니다.

무료이고, 설치도 간단하지만 무엇보다도 LiDAR Toolkit이 가지는 장점은, 현재로서는 Mac이나 Linux/Solaris 기반의 ENVI에서 LiDAR 데이터를 열어볼 수 있는 유일한 방법이라는 점입니다. 물론, 기본 메뉴에서 File > Open External File > LAS LiDAR > Convert LAS file 기능을 이용(이 메뉴는 ENVI New에서도 사용할 수 있습니다)하여 DEM 영상으로 변환한 뒤 열어 볼 수는 있습니다만, 포인트 클라우드나 그물 메쉬와 같은 3D 표출을 하기 위해서는 LiDAR Toolkit을 이용해야 합니다(Mac/Linux/Solaris에서 얘깁니다. Windows용 ENVI를 사용한다면 3D LiDAR Viewer가 더 편리한 인터페이스를 제공하며, 공식적인 기능이라는 장점도 있습니다).
LiDAR Toolkit에 대한 아쉬운 점은 두 가지인데, 하나는 앞으로 지속적인 발전이 이루어질지 불투명하다는 것이고(Exelis VIS가 공식적인 LiDAR Viewer 기능을 추가하고, ENVI LiDAR라는 LiDAR 전용 상품을 출시한 상황입니다), 다른 하나는, 메모리 문제를 해결하지 못했다는 것입니다. 즉, 메모리가 충분히 크지 않으면, 큰 사이즈의 LAS 파일을 읽어 화면에 뿌리지 못하는 한계가 있습니다. “그럼 메모리를 몇 GB를 장착해야 하는 거냐?”에 대한 답은 없습니다. 큰 LAS 파일이라면 메모리도 커야 하고, 작은 LAS 파일이라면 작은 메모리 시스템에서도 잘 실행됩니다. 그래서 subset 기능이 따로 제공되는 것이 아닌가 추측도 합니다.

LiDAR 데이터를 이용하여 도출할 수 있는 정보가 매우 정밀한 것이 특징인데, 인간적으로는 그냥 파일을 열어 화면에 뿌렸을 때, “우와” 하는 신기함이 앞섭니다. 건물, 나무, 자동차, 심지어 어떤 경우에는 사람까지도 식별될 정도로 보이거든요.