利用 2D 影像创建 3D 数据

探索影像

无人机的任务已完成,并且您已经收到韦尔策办公楼开发的一系列影像。 无人机捕获的影像在线存储在压缩文件夹中。 您将下载该文件夹,并查看其中一些影像。

  1. 下载 Drone_Images Zip 文件。
  2. 在计算机上找到已下载的文件。
    注:

    根据 web 浏览器的不同,系统可能会提示您选择文件的下载位置。 大多数浏览器将默认下载到计算机的 Downloads 文件夹下。

  3. 右键单击文件,然后将其解压到容易找到的位置,如 Documents 文件夹。
  4. 打开文件夹。

    Documents 文件夹的内容

    此文件夹包含 36 张影像。 您需要在处理之前查看一些影像。

  5. 双击第一个影像 DSC00153,使用计算机的默认图像查看器将其打开。

    新办公楼

    该影像显示了正在修建的办公楼。 建筑物施工似乎已经完成,这意味着您可以向建筑物的利益相关方展示近似的已完成结构。

  6. 关闭影像 打开其他一些影像,查看影像显示的内容。

    不同角度的办公楼

    这些影像从不同角度展示了同一建筑物。 这些影像是倾斜类型。

    注:

    无人机通常可以拍摄两种类型的影像:竖直向下(像底点)影像或成某个角度(倾斜)影像。 两种类型的影像均适用于 GIS 制图,但会生成不同类型的数据集。 像底点影像可用于创建 2D 正射影像,正射影像是可显示具有一致比例和最小变形区域的航空照片。 可以将正射影像连接起来形成更大的正射镶嵌,由正射镶嵌创建影像底图。

    倾斜影像(例如您已下载的影像)可用于创建 3D 点云,3D 点云在 3D 空间中使用数千个点来描绘表面。 点云又可以用于创建 3D 格网,3D 格网将点和三角形连接起来以形成该区域逼真的 3D 示意图。 最终结果是一个导航 3D 场景。

  7. 关闭所有打开的影像。

在本部分中,您下载并浏览了无人机生成的倾斜图像。

创建工程

现在,您要在 ArcGIS Drone2Map 中创建一个工程,并将无人机影像添加到地图中。

  1. 打开 ArcGIS Drone2Map
    注:

    如果您没有 Drone2Map请参阅软件访问权限选项

  2. 使用您获得许可的 ArcGIS 帐户登录。
    注:

    如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织帐户,请参阅软件访问权限选项

    此应用程序随即打开。

  3. 在模板下拉菜单中,单击 3D 产品模板。 此模板用于生成点云和纹理网格。 您将在本教程中使用该模板创建可导航的 3D 建筑场景。

    选择工程模板

  4. 对于为您的工程命名,输入 Building Development Project

    为您的工程命名

    您也可以在计算机上选择将存储工程数据的位置。 可以单击浏览按钮来更改默认位置。 接下来,将图像添加到工程中。 您可以单独添加图像,也可以通过上传文件夹添加图像。

  5. 单击添加文件夹

    添加文件夹

    将出现浏览影像文件夹窗口。

  6. 浏览并单击以选择包含影像的 Drone_Images 文件夹。 单击确定以将文件夹的影像添加到影像列表中。

    已添加影像的列表

    每个图像都有 Lat [Y]Long [X]Alt [Z] 属性,各自对应于纬度、经度和高度。 无人机在捕获每张影像时会存储这些地理属性,以便在地图上进行定位。

  7. 单击创建

    一段时间后,创建工程且将影像添加到地图后,可由蓝点表示每张影像。

    工程使用蓝点显示飞行路径

    这些点由橙线连接。 这些线代表无人机捕获影像时的飞行路径。 飞行路径和影像表示无人机绕建筑物飞行的轨迹。

    根据组织的设置,底图可能会有所不同。 需要更改底图以匹配以上示例图像。

  8. 如有必要,在地图上功能区的主页选项卡的图层组中,单击底图并选择影像混合

    更改底图。

    无人机影像本身不会显示在地图上。 您看到的影像来自影像混合底图,其分辨率远低于您的无人机影像。

    要确保影像在地图上的位置正确,您需要进行缩小并查看周围区域。

  9. 使用鼠标滚轮按钮缩小直到您在地图上看到标注 EtterschlagWaldbrunn

    地图上 Etterschlag 和 Waldbrunn 标注

    如果进一步缩小,您会发现地图上标注 Wörthsee。 Etterschlag 和 Waldbrunn 是 Wörthsee 市的社区。 影像似乎已正确定位。

  10. 内容窗格的工程数据下,右键单击影像中心,然后选择缩放至图层

    缩放至图层

    地图将缩放回蓝点圈。

在此部分中,您要在 Drone2Map 中创建一个工程,并将无人机影像添加到地图中。

生成 3D 产品

现在您的工程已准备就绪,您将处理影像以创建 3D 网格和点云。 首先,您将指定所需的处理参数。

注:

由于无人机影像部分重叠,Drone2Map 可以在后端进行一些计算以派生 3D 信息。 该进程使用来自运动技术的结构

  1. 在功能区主页选项卡的处理组中,单击选项

    “处理选项”按钮

    选项窗口随即显示。 您将查看与您的工程相关的三个参数选项卡:3D 产品调整影像常规

    注:

    根据您指定的参数以及计算机的资源,处理时间可能需要约 5 分钟到 1 小时。 如果使用您自己的数据,通常要使用高品质的处理生成最终数据产品。 但是,为了更快地完成本教程,您将选择减少处理时间的参数值。

  2. 选项窗口中,单击调整影像选项卡。

    关键点是影像处理过程中生成的点,代表影像中的唯一位置。 通常,将针对每张影像生成几千个关键点。 关键点代表不同影像中的相同区域,也称为连接点,可以对关键点进行匹配以确定影像的重叠位置。

  3. 连接点选项部分中,确保初始图像比例设置为 1/4(图像大小的四分之一),并取消选中优化平差

    “关键点影像比例”设置为“快速”

  4. 单击常规选项卡。 将点云密度更改为

    “点密度”设置为“低(快)”

  5. 单击 3D 产品选项卡。

    首先,您将选择点云输出的文件类型。 LAS 是 ArcGIS 中点云的标准文件类型。 这是您要选择的。

  6. 对于创建点云,请确认已选中 LAS 并且取消选中其他选项。

    “创建点云”下已选中 LAS

    接下来,您可以选择 3D 纹理格网的输出文件类型。 您可以在 ArcGIS 中打开场景图层包 (SLPK) 文件类型并且共享到 ArcGIS Online,可将其作为目标的合适选择。 下一个格式 OBJ 是普遍接受的 3D 图形文件格式,能够在多种应用程序中打开。 它还是场景图层包的关键组件,因此要创建场景图层包,必须保持其处于选中状态。

  7. 单击确定

    参数已应用。 现在即可处理影像。

  8. 在功能区的处理组中,单击开始

    “开始”按钮

    随即运行该过程。 此过程可能需要花费约 5 分钟的时间。 应用程序底部的状态栏会跟踪处理的运行进度,并在完成进程时通知用户。

    状态栏

在本部分中,您处理了无人机影像以创建 3D 产品。

探索 3D 产品

现在,您将花点时间探索您生成的 3D 产品。

  1. 在 Map Viewer 中单击 3D 地图选项卡。

    “3D 地图”选项卡

    3D 地图上,您可以看到纹理 3D网格

  2. 查看 3D 地图上随即出现的点云。 默认情况下,当在 3D 处理选项中选中 LAS 输出格式时,输出 LAS 文件不会出现在地图上。 它们存储在以下路径下的工程文件夹中:<工程名称>\Products\3D\PointCloud\LAS。

    3D 中显示的点云。

  3. 使用鼠标滚轮按钮放大以更好地查看感兴趣的建筑物。

    建筑物的 3D 格网

  4. 在地图上的探索工具中,单击显示完全控制权限以展开该工具。

    显示完整控制按钮

  5. 浏览网格。 使用探索工具的内圈倾斜和旋转。 拖动鼠标进行平移。

    探索工具的内圈。

    3D 格网包含原始无人机影像中所显示建筑物的精确表示。 当放大接近时,纹理会变得更明显,但使用更精确的处理参数将有可能使这些纹理更平滑。 格网将向建筑物的利益相关方提供 3D 设置中建筑物外观的更好指示,而不是一系列影像。

    接下来,您将在 3D 视图中探索点云

  6. 内容窗格的 3D 产品下,关闭 3D 网格并打开点云

    “点云”选项

    3D 地图选项卡上,3D 网格被点云替换。

  7. 使用鼠标或探索工具在点云周围移动以探索。

    探索点云。

  8. 进行放大,直到您能够看到点云的各个点为止。

    点云的各个点

  9. 单击几个点以在弹出窗口中查看有关它们的信息,包括它们的高程和坐标。

    弹出窗口

  10. 关闭弹出窗口。

    点云格式不会直接用于建筑物利益相关者的演示。 但是,它可能是 ArcGIS Pro 等 GIS 应用程序中无数分析的离开点。

    接下来,您将在计算机上找到所有 3D 产品。

  11. 打开计算机的文件浏览器并浏览至 Building Development Project 文件夹。
    注:

    已在创建工程时创建了此文件夹。 默认情况下,其位于 Documents 文件夹的 Drone2MapProjects 下,或可能为它选择了另一个位置。

  12. Building Development Project 文件夹中,打开 Products 文件夹,然后打开 3D 文件夹。

    3D 文件夹包括所有您在 Building Development Project 中创建的所有 3D 产品。 网格包含 SLPKOBJ 产品,PointCloud 包含 LAS 点云文件。

    3D 文件夹包含网格和 PointCloud

  13. 关闭计算机的文件浏览器并返回 Drone2Map
  14. 快速访问工具栏中,单击保存保存工程。

    “保存”按钮

在本部分中,您探索了您生成的 3D 产品并以 2D 和 3D 方式对其进行了可视化。

在线共享 3D 场景图层

您现在需要将场景图层包从 Drone2Map 发布到 ArcGIS Online。 这将允许您将数据轻松与建筑的利益相关者共享。

  1. 在功能区共享选项卡的共享为组中,单击场景图层

    “场景图层”按钮

    共享场景图层窗格中,可以选择要共享的数据产品,以及更改元数据和共享属性。

  2. 共享场景图层窗格中,输入以下参数:
    • 对于图层,选中 3D 网格
    • 对于标题,输入 Building Development Project,并将您的姓名或首字母添加到默认名称的末尾,以确保该名称在您的组织中是唯一的。
    • 对于文件夹,您可以选择要在 ArcGIS Online 帐户中保存场景图层的文件夹(默认为我的内容)。
    • 对于描述,输入 The newly constructed Worthsee office building
    • 对于标签,将 Bavaria、Germany、office building 添加到标签列表,然后按下 Enter 键。
    • 对于群组,选择要共享场景图层的对象:所有人、组织成员或特定群组的成员。

    “共享场景图层”窗口

  3. 单击共享

    场景图层包和相应场景图层已发布至您的 ArcGIS Online 帐户。 几分钟后将显示一条消息,确认发布已完成。

  4. 单击清除已完成

    清除已完成按钮

  5. Ctrl+S 以保存工程。

    您现在将在 ArcGIS Online 中查看已发布的 3D 场景。

  6. 转到 ArcGIS Online 并登录。 在顶栏上,单击内容
  7. 浏览至 Building Development Project Mesh 场景图层,然后单击它以打开该场景的信息页面。

    内容中列出的 Building Development Project Mesh 场景图层

  8. 单击在 Scene Viewer 中打开

    在 Scene Viewer 中打开按钮

    3D 场景显示,其中包含图层。 您将在 3D 场景图层中探索。

  9. 使用导航工具在平移旋转之间切换。 或者单击、右键单击、拖动并使用鼠标滚轮按钮进行平移、缩放、倾斜和旋转。

    “平移”和“旋转”按钮

    Web 场景允许您放大并以 3D 方式查看建筑物的细节。 您现在可以将数据与建筑的利益相关者共享。

    建筑物的 3D 细节

    在接下来的步骤中,您可以向场景中添加更多图层和信息,创建内置幻灯片以突出显示场景中有趣的方面等等。 请参阅 Scene Viewer 入门教程以探索这些功能。

在本教程中,您根据无人机影像生成了 3D 数据产品。 然后,您将场景图层发布到 ArcGIS Online 以与相关方共享。 您还有一个 LAS 点云数据集,可以在 ArcGIS Pro 或其他应用程序中打开以进行进一步分析。

您可以在影像和遥感简介页面上找到更多此类教程。