LAS, LAZ ou COPC : choisir le bon format LiDAR pour la classification

Un bloc LiDAR peut vivre dans plus d'un contenant, et le contenant que vous choisissez détermine la vitesse à laquelle il circule, l'espace de stockage qu'il consomme et la facilité avec laquelle un collègue ou une visionneuse web peut l'ouvrir. LAS, LAZ et COPC sont les trois formats que l'on rencontre le plus souvent en production d'arpentage et de cartographie et, bien qu'ils puissent contenir exactement les mêmes points, ils sont conçus pour des usages différents.

Ce qui est rassurant pour quiconque fait de la classification, c'est que les codes de classification voyagent inchangés à travers les trois formats. Un point classé comme sol reste sol qu'il se trouve dans une livraison LAS brute, une archive LAZ compressée ou un fichier COPC diffusé dans un navigateur. Le choix du format ne porte pas sur le sens des données — il porte sur la taille, la vitesse de lecture et d'écriture, et la manière dont le fichier est consulté. Ce guide explique ce qu'est chaque format, comment ils se comparent, et comment en choisir un pour un flux de classification.

LAS : le standard d'échange de l'ASPRS

LAS est le format d'échange ouvert publié par l'American Society for Photogrammetry and Remote Sensing (ASPRS). C'est un format binaire, et la version publiée actuelle est LAS 1.4. Un fichier s'ouvre par un en-tête public, suivi d'un ensemble d'enregistrements de longueur variable qui portent des métadonnées comme le système de référence des coordonnées, puis vient la donnée de points elle-même — un enregistrement de taille fixe par retour.

Chaque enregistrement de point stocke bien plus qu'une coordonnée. À côté de X, Y et Z, un point porte l'intensity, le return number, le nombre de retours, l'angle de balayage, le GPS time et — le champ qui compte le plus ici — la classification. L'ensemble exact dépend du format d'enregistrement de point. LAS 1.4 a ajouté les formats d'enregistrement étendus (6 à 10), qui stockent la classification sur un octet complet, si bien qu'un point peut porter n'importe quelle valeur de classe de 0 à 255 et que le temps GPS est standard. Les anciens formats d'enregistrement limitaient la classification à un champ de 5 bits.

Ce qu'il faut retenir du LAS, c'est qu'il n'est pas compressé. Chaque point occupe le même nombre fixe d'octets, que la scène soit un champ nu ou une forêt dense, si bien qu'une acquisition aéroportée moderne produit des fichiers très volumineux. Cela convient à un capteur qui écrit des données brutes et à un outil qui doit lire les points à pleine vitesse, mais c'est lourd à stocker et lent à déplacer sur un réseau.

LAZ : les mêmes données, compressées

LAZ est du LAS passé par une compression sans perte. La compression est assurée par LASzip, un codec ouvert et librement disponible, et le mot clé est sans perte : chaque point, chaque attribut et chaque code de classification est récupéré bit pour bit à la relecture du fichier. Rien n'est jeté et rien n'est approximé. Un fichier LAZ porte le même en-tête, les mêmes enregistrements de longueur variable et les mêmes points que le LAS dont il provient.

Le gain, c'est la taille. Un fichier LAZ est généralement plusieurs fois plus petit que le LAS dont il provient — souvent de 5 à 10 fois plus petit, selon les données. Pour l'archivage, la livraison et tout ce qui traverse un réseau, cette réduction fait la différence entre un transfert gérable et un transfert pénible ; c'est pourquoi la plupart des livrables de fournisseurs et des portails de données publics distribuent du LAZ plutôt que du LAS brut.

Le compromis, c'est le calcul. Les points doivent être décompressés avant qu'un outil puisse les lire, il y a donc un coût processeur à chaque ouverture du fichier pour traitement, et un coût équivalent pour recompresser à l'écriture. Pour une lecture unique, c'est négligeable ; pour un flux qui lit et réécrit le même bloc de nombreuses fois, ce coût de décompression mérite d'être gardé à l'esprit. Le LAZ procure une grande économie de stockage et de transfert en échange d'un coût modeste et répété en temps de traitement.

COPC : un seul fichier conçu pour la diffusion

COPC — Cloud Optimized Point Cloud, ou nuage de points optimisé pour l'infonuagique — est le plus récent des trois, et il se comprend mieux comme une variété particulière de LAZ que comme un format distinct. Un fichier COPC est un fichier LAZ 1.4 valide dont les points sont réorganisés en un octree groupé, la hiérarchie de cet octree étant stockée dans un enregistrement de longueur variable. Comme il reste un fichier LAZ conforme, il s'ouvre dans n'importe quel lecteur compatible LAZ comme un nuage de points ordinaire — l'organisation est un ajout, non une rupture de compatibilité.

Ce que l'octree procure, c'est un accès sélectif. Au lieu de lire un fichier du début à la fin, un client peut demander uniquement les parties de l'arbre dont il a besoin. Deux conséquences en découlent. D'abord, une visionneuse peut diffuser un fichier COPC sur HTTP ordinaire au moyen de requêtes par plage, en ne tirant que les plages d'octets voulues sans télécharger le fichier entier. Ensuite, elle peut lire à un niveau de détail choisi — un aperçu grossier d'un bloc immense d'abord, puis des nœuds plus fins seulement là où l'utilisateur zoome. Un seul fichier sert à la fois l'aperçu rapide et la donnée à pleine résolution.

Le COPC utilise les formats d'enregistrement de point étendus ; comme le LAS et le LAZ modernes, il porte donc une classification sur octet complet et un temps GPS standard. Il vise directement l'accès à distance et la visualisation web : un fichier unique sur un serveur que de nombreuses personnes peuvent inspecter sans que chacune ait à télécharger des gigaoctets sur sa propre machine.

Comparer les trois d'un coup d'œil

Les trois formats s'inscrivent dans une progression nette : le LAS est le contenant brut non compressé, le LAZ le compresse sans perte, et le COPC réorganise un LAZ pour la diffusion. Le tableau ci-dessous aligne les propriétés qui déterminent réellement le choix d'un format.

Choisir un format pour un flux de classification

Pour une équipe de classification, le choix se résout généralement selon trois axes : la façon dont les données arrivent, la façon dont elles sont traitées, et la façon dont elles sont partagées ou révisées. Aucun des trois formats n'est le meilleur en tout — chacun mérite sa place à une étape différente du projet.

• Arrivée et livraison. Les livrables de capteurs et de fournisseurs arrivent couramment en LAS ou LAZ, et le LAZ est le choix par défaut raisonnable pour l'archivage et la remise du travail terminé — il est petit, sans perte et lisible par pratiquement tous les outils de la chaîne.
• Classification active. La classification est un travail local par blocs : un outil lit un bloc, modifie les classes des points, puis réécrit le résultat. Les trois formats préservent les codes de classification à l'identique ; la décision porte donc ici sur la vitesse de lecture et d'écriture face au stockage. Beaucoup d'équipes gardent les blocs de travail en LAZ et acceptent le coût de décompression ; certaines transposent un bloc fortement itéré en LAS non compressé pour des relectures plus rapides.
• Révision et partage. Quand l'objectif est de laisser des collègues ou des clients inspecter un bloc classifié sans expédier le fichier entier, le COPC est le format conçu pour cela — un fichier unique sur un serveur, diffusé au niveau de détail dont chaque visionneuse a besoin.

C'est pourquoi un outil de classification doit s'accommoder aisément des trois. Vecten Desktop ingère des blocs LAS, LAZ et COPC pour un traitement local par blocs et publie des sorties classifiées dans la même famille, de sorte que le format d'arrivée d'un bloc ne dicte jamais la façon de le traiter ni de le transmettre. Le contenant est choisi selon le besoin du moment — lectures locales brutes, archives compactes ou révision diffusée — tandis que la classification qu'il transporte reste constante du premier balayage au livrable final.