Das Projekt einrichten
Richten Sie zunächst das Projekt ein. Laden Sie die Daten herunter, und analysieren Sie sie. Richten Sie ein ArcGIS Pro-Projekt ein, und erstellen Sie einen Reality-Mapping-Workspace.
Hinweis:
Wenn Sie Reality for ArcGIS Pro verwenden möchten, müssen Sie die folgende Software in der angegebenen Reihenfolge installieren und lizenzieren:
- ArcGIS Pro Standard oder Advanced, Version 3.3 oder höher
- ArcGIS Reality Studio
- Erweiterung "ArcGIS Reality for ArcGIS Pro"
- ArcGIS Coordinate System Data
In diesem Lernprogramm wird davon ausgegangen, dass diese Schritte bereits durchgeführt wurden. Schrittweise Anweisungen finden Sie auf der Seite Installieren von ArcGIS Reality for ArcGIS Pro.
Die Daten herunterladen und analysieren
Laden Sie die Daten herunter, die Sie für dieses Lernprogramm benötigen, und verschaffen Sie sich einen Überblick über diese Daten. Sie beginnen mit den Satellitenbildern.
- Wechseln Sie zur Maxar-Ressourcenseite.
- Lesen Sie die Lizenzinformationen auf der Seite. Klicken Sie auf den Link View-Ready (Standard) OR2A | 30 cm | 4 Band | San Diego, California, um das Herunterladen der Bilddaten zu starten.
Eine Datei mit dem Namen ESRI-data-6-13-2024.zip wird heruntergeladen.
Hinweis:
Diese Datei ist 12,8 GB groß weshalb das Herunterladen einige Zeit in Anspruch nimmt.
In den meisten Webbrowsern werden heruntergeladene Dateien standardmäßig im Ordner "Downloads" gespeichert.
- Klicken Sie im Microsoft File Explorer mit der rechten Maustaste auf die Datei ESRI-data-6-13-2024.zip, und entpacken Sie sie mit einem Werkzeug wie 7-Zip an den Speicherort C:\Sample_Data\SanDiegoSat_Data auf Ihrem Computer.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den extrahierten Ordner ESRI-data-6-13-2024, und benennen Sie ihn in Imagery um.
- Navigieren Sie zu C:\Sample_Data\SanDiegoSat_Data\Imagery\050221198010_01, und prüfen Sie den Inhalt.
Dieser Ordner enthält alle Satellitenbilder, die Sie als Eingabedaten verwenden. Er enthält 26 Unterordner mit Bildern, die von den WorldView-3- und WorldView-2-Sensoren von Maxar aufgenommen wurden. Die Ordner mit den Bildern sind paarweise mit den Endungen _MUL und _PAN aufgelistet. Jeder _MUL-Ordner enthält multispektrale Vierband-RGB-Bilddaten und jeder _PAN-Ordner enthält panchromatische Einzelband-Bilddaten. Jedes Paar stellt eine Satellitenszene dar, die an einem bestimmten Datum aufgenommen wurde. Zusammen decken die Bilder den Interessenbereich dieses Lernprogramms ab. Die Bilder stammen aus den Jahren 2016 bis 2024.
Hinweis:
Sie sollten den Datumsbereich der erfassten Bilder auf ein bis drei Jahre zu begrenzen. Größere Datumsbereiche können zu Abweichungen in den generierten Produkten aufgrund von Veränderungen der Topografie und von Features führen. Es kann jedoch vorkommen, dass einige der benötigten Bilder nicht im gewünschten Zeitraum zur Verfügung stehen oder von minderer Qualität sind. In diesen Fällen kann ein älteres Bild verwendet werden. Die meisten der in diesem Lernprogramm verwendeten Szenen wurden zwischen 2022 und 2024 aufgenommen, mit Ausnahme von zwei Szenen, die 2016 und 2020 aufgenommen wurden.
- Öffnen Sie den Ordner 050221198010_01_P001_MUL.
Dieser Ordner enthält ein Bild im TIFF-Format (.tif) zusammen mit den für die Verarbeitung erforderlichen Metadaten-Dateien (.rpb, .imd und .til). Er enthält zudem eine Miniaturansicht im JPEG-Format (.jpg).
- Doppelklicken Sie im Ordner auf die Miniaturansicht 24APR28184216-M2AS-050221198010_01_P001-BROWSE.JPG, um sie in Ihrer Standardanwendung zur Anzeige von Bildern zu öffnen.
Hinweis:
Alle in diesem Lernprogramm verwendeten Bilder wurden von Maxar zur Verfügung gestellt. Es handelt sich um hochauflösende Satellitenbilder, die mit den Sensoren WorldView-3 und WorldView-2 aufgenommen wurden. Weitere Informationen zu WorldView-3 und WorldView-2
- Schließen Sie das Fenster, in dem die Miniaturansicht angezeigt wird.
Zur Unterstützung des Workflow benötigen Sie einige weitere Datendateien. Sie laden sie jetzt herunter.
- Laden Sie die Datei Support_Data.zip herunter, und entpacken Sie sie in den Speicherort C:\Sample_Data\SanDiegoSat_Data auf Ihrem Computer.
Der extrahierte Ordner Support_Data enthält die folgenden Unterordner:
- Im Ordner AOI stellen zwei Feature-Classes die Grenzen des Interessenbereichs (AOI) und der Gewässer in diesem Bereich bereit.
- Im Ordner DEM stellt ein Raster mit einem digitalen Höhenmodell (DEM) Höheninformationen für den Interessenbereich (AOI) bereit. Diese Informationen werden zur Unterstützung des Ausrichtungsprozesses verwendet.
- Der Ordner Output enthält die resultierenden Produktausgaben dieses Lernprogramms. Wenn Sie möchten, können Sie diese später im Workflow verwenden.
Ein Projekt erstellen und eine Verbindung mit den Daten herstellen
Nachdem Sie die Daten heruntergeladen und untersucht haben, erstellen Sie nun ein ArcGIS Pro-Projekt und verbinden es mit den Daten.
- Starten Sie ArcGIS Pro. Melden Sie sich mit Ihrem lizenzierten ArcGIS-Organisationskonto an, falls Sie dazu aufgefordert werden.
Hinweis:
Wenn Sie über keinen Zugriff auf ArcGIS Pro oder über kein ArcGIS-Organisationskonto verfügen, informieren Sie sich über die Optionen für den Zugriff auf die Software.
- Klicken Sie auf dem ArcGIS Pro-Startbildschirm unter Neues Projekt auf Karte.
- Geben Sie im Fenster Neues Projekt erstellen unter Name den Namen SanDiegoSat_Reality ein.
- Übernehmen Sie den Standardspeicherort unter Speicherort, oder klicken Sie auf die Schaltfläche Durchsuchen, um einen Speicherort, z. B. C: auszuwählen.
Hinweis:
Achten Sie darauf, dass der Speicherort, den Sie auswählen, über mindestens 130 GB freien Speicherplatz verfügt.
- Klicken Sie auf OK.
Das Projekt wird mit einer Kartenansicht geöffnet.
Als Nächstes verbinden Sie das Projekt mit den heruntergeladenen Daten.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Ansicht. Klicken Sie in der Gruppe Fenster auf den Bereich "Katalog".
Der Bereich Katalog wird angezeigt. Dieser Bereich enthält alle dem Projekt zugeordneten Ordner, Dateien und Daten. Verwenden Sie diesen Bereich, um eine Ordnerverbindung mit dem Ordner SanDiegoSat_Data herzustellen.
- Klicken Sie im Bereich Katalog auf den Pfeil neben Ordner, um die Ordner einzublenden.
Der dem Projekt standardmäßig zugeordnete Ordner heißt SanDiegoSat_Reality. Er wurde beim Erstellen des Projekts angelegt. Im Moment enthält der Ordner einige leere Geodatabases und Toolboxes, aber keine Daten.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Ordner, und wählen Sie Ordnerverbindung hinzufügen aus.
- Navigieren Sie im Fenster Ordnerverbindung hinzufügen zu Computer > Dieser PC > C: > Sample_Data. Wählen Sie den Ordner SanDiegoSat_Data aus, und klicken Sie auf OK.
Der Ordner SanDiegoSat_Data wird jetzt im Bereich Katalog unter Ordner aufgeführt.
- Blenden Sie die Ordner SanDiegoSat_Data und Support_Data ein, und vergewissern Sie sich, dass die Bilddaten und anderen unterstützenden Daten, die Sie zuvor gesehen haben, vorhanden sind.
Sie können jetzt von Ihrem ArcGIS Pro-Projekt aus auf alle Daten zugreifen.
Die Umgebung einrichten
Im Folgenden wählen Sie bestimmte Werte für Umgebungsparameter aus, die beim Ausführen von Werkzeugen für Bilddaten vom System berücksichtigt werden.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Analyse in der Gruppe Geoverarbeitung auf Umgebungen.
- Geben Sie unter Parallele Verarbeitung unter Faktor für parallele Verarbeitung den Wert 90 % ein.
Der Faktor für die parallele Verarbeitung bestimmt den Prozentsatz der Computerkerne, die zur Unterstützung der Verarbeitung verwendet werden. Bei einem Computer mit vier Kernen bewirkt die Einstellung "50 %" beispielsweise, dass der Vorgang auf 2 Prozesse verteilt wird (50 % * 4 = 2).
Tipp:
Achten Sie darauf, dass Sie bei 90 % das %-Zeichen verwenden.
- Scrollen Sie nach unten zum Abschnitt Raster-Speicherung.
- Geben Sie unter Raster-Statistiken unter X-Sprungfaktor und Y-Sprungfaktor den Wert 10 ein.
Damit bestimmte Tasks wie etwa das Anwenden einer Kontraststreckung ausgeführt werden können, müssen für Bilddaten Statistiken berechnet werden. Aus Gründen der Effizienz können Statistiken für eine Stichprobe von Pixeln statt für jedes einzelne Pixel berechnet werden. Dabei bestimmt der Sprungfaktor die Größe der Stichprobe. Ein Wert von 10 in X und 10 in Y bedeutet, dass jedes elfte Pixel in der Bildzeile und -spalte zum Berechnen von Statistiken verwendet wird.
- Geben Sie unter Kachelgröße unter Breite und Höhe den Wert 512 ein.
Aus Gründen der Effizienz werden Bilddaten häufig in Form von kleinen quadratischen Fragmenten aufgerufen, die als Kacheln bezeichnet werden. Mit diesem Parameter wird die Kachelgröße festgelegt, für die Sie 512 x 512 Pixel angeben.
- Wählen Sie unter Resampling-Methode die Option Bilinear aus.
Resampling ist der Prozess, der verwendet wird, um die Zellengröße oder Ausrichtung eines Rasters zu ändern. Unter den verschiedenen verfügbaren Resampling-Methoden wird für die Arbeit mit Bilddaten "Bilinear" empfohlen.
- Übernehmen Sie alle anderen Standardeinstellungen, und klicken Sie auf OK.
Einen Workspace erstellen
Im Folgenden erstellen Sie einen Reality-Mapping-Workspace zum Erfassen und Verwalten aller Daten.
- Klicken Sie in der Menüleiste auf der Registerkarte Bilddaten in der Gruppe Reality-Mapping auf die Schaltfläche Neuer Workspace.
Daraufhin wird der Bereich des Assistenten Neuer Reality-Mapping-Workspace mit der Seite Workspace-Konfiguration angezeigt.
- Legen Sie die folgenden Parameter fest:
- Geben Sie für Name den Namen SanDiegoSat_Workspace ein.
- Vergewissern Sie sich, dass unter Workspace-Typ die Option Reality-Mapping ausgewählt ist.
- Wählen Sie unter Sensor-Datentyp die Option Satellit aus.
- Übernehmen Sie alle anderen Standardeinstellungen, und klicken Sie auf Weiter.
Die Seite Bildsammlung wird angezeigt. Geben Sie dort Parameter zu dem Sensor ein, der zum Aufnehmen der Bilder verwendet wurde.
- Legen Sie auf der Seite Bildsammlung unter Sensor 1 die folgenden Parameter fest:
- Wählen Sie als Sensortyp die Option WorldView-3.
- Klicken Sie für Ordner mit Bilddaten auf die Schaltfläche Durchsuchen, suchen Sie nach Ordner > SanDiegoSat_Data > Imagery, wählen Sie den Ordner 050221198010_01 aus, und klicken Sie auf OK.
Da zwei Sensortypen, WorldView-3 und WorldView-2, zur Aufnahme der zu verarbeitenden Bilder verwendet wurden, müssen Sie einen zweiten Sensor definieren.
- Klicken Sie auf Sensor hinzufügen.
- Legen Sie auf der Seite Bildsammlung unter Sensor 2 die folgenden Parameter fest:
- Wählen Sie unter Sensortyp die Option WorldView-2 aus.
- Klicken Sie für Ordner mit Bilddaten auf die Schaltfläche Durchsuchen, suchen Sie nach Ordner > SanDiegoSat_Data > Imagery, wählen Sie den Ordner 050221198010_01 aus, und klicken Sie auf OK.
- Überprüfen Sie für Raumbezug des Workspace die Werte, die auf der Grundlage des horizontalen (XY) und vertikalen (Z) Koordinatensystems der Bilddaten ausgefüllt wurden.
Diese lauten entsprechend WGC 1984 UTM Zone 11N und WGS 1984.
- Übernehmen Sie alle anderen Standardeinstellungen, und klicken Sie auf Weiter.
Die Seite Data Loader-Optionen wird angezeigt. Zeigen Sie hier auf das Höhenmodell (DEM), das für den Workflow benötigt wird.
- Legen Sie auf der Seite Data Loader-Optionen die folgenden Parameter fest:
- Stellen Sie sicher, dass unter Höhenquelle die Option DEM ausgewählt ist.
- Klicken Sie unter DEM auf die Schaltfläche DEM auswählen, suchen Sie nach Ordner > SanDiegoSat_Data > Support_Data > DEM, wählen Sie SRTM_gcs.tif, und klicken Sie auf OK.
- Stellen Sie sicher, dass Geoid-Korrektur auf EGM96 festgelegt ist.
- Wählen Sie unter Verarbeitungsvorlage die Option Pansharpen.
Hinweis:
Pansharpening ist ein Bildzusammenführungsprozess, bei dem ein hochauflösendes panchromatisches Bild mit einem Multispektralbild geringerer Auflösung kombiniert wird, um ein hochauflösendes Multispektralbild zu erzeugen. Bei diesem Prozess wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Bilder von WorldView-3 und WorldView-2 beide Bildtypen enthalten.
- Blenden Sie den Abschnitt Erweiterte Optionen ein, und legen Sie die folgenden Parameter fest:
- Stellen Sie sicher, dass die Option Statistiken schätzen aktiviert ist.
- Blenden Sie Gamma ein. Wählen Sie für Gamma-Streckung die Option Benutzerdefiniert aus. Geben Sie für Wert den Wert 1,8 ein.
- Blenden Sie Vorverarbeitung ein, und stellen Sie sicher, dass das Kontrollkästchen neben Statistiken berechnen aktiviert ist.
- Geben Sie für Anzahl der zu überspringenden Spalten und Anzahl der zu überspringenden Zeilen den Wert 1 ein.
Hinweis:
Der Wert für Gamma wurde durch Überprüfen der Einstellung Gamma im Bereich Symbolisierung bei der ersten Überprüfung des Bildes festgelegt.
- Übernehmen Sie alle weiteren Standardeinstellungen, und klicken Sie auf Fertig stellen.
Nach ein paar Minuten ist der Workspace erstellt. Im Fenster Protokolle: SanDiegoSat_Workspace ist in der letzten Zeile angegeben, dass der Prozess erfolgreich durchgeführt wurde.
Zudem wird eine neue Karte mit dem Namen SanDiegoSat_Workspace erstellt.
Nun werden im Bereich Inhalt verschiedene Workspace-Komponenten angezeigt, Darunter die Komponente Bildsammlung. Hierbei handelt es sich um ein neues Mosaik-Dataset, das 13 Paare von Satellitenbildern enthält.
Das Dataset Bildsammlung wird in erster Linie mit einem Footprint-Layer (grüne Umrisslinien) und einem Bild-Layer dargestellt, der die eigentlichen Bilder enthält. Die beiden Layer werden auf der Karte angezeigt.
Tipp:
Wenn die Bilder auf der Karte nicht zu sehen sind, vergrößern Sie die Ansicht. Die Sichtbarkeit der Bilder ist vom Kartenmaßstab abhängig.
Außerdem wurde dem Menüband eine Registerkarte Reality-Mapping hinzugefügt.
- Klicken Sie im Menüband auf die Registerkarte Reality-Mapping.
Die Registerkarte enthält verschiedene Werkzeuge zur Unterstützung der Ausrichtung von Bilddaten sowie zum Erstellen von Reality-Mapping-Produkten. Im Moment sind die Werkzeuge in der Gruppe Produkte nicht verfügbar, da die Eingabe-Bilder noch nicht ausgeglichen wurden.
- Überprüfen Sie den Inhalt des Bereichs Katalog.
Nach dem Erstellen des Workspace wurde dem Projekt der Container Reality Mapping hinzugefügt.
- Blenden Sie Reality Mapping, SanDiegoSat_Workspace und dessen Komponenten ein.
Hier werden die Workspace-Elemente gespeichert. Er enthält einen Ordner Imagery, der eine Kopie des Layers für die Bilddatenerfassung enthält, und einen Ordner Products mit zwei leeren Unterordnern (DEMs und Orthos), in denen später die Ausgaben des Reality-Mapping-Prozesses gespeichert werden.
Hinweis:
Ein Ordner Meshes zum Speichern von Mesh-Produkten wird nach dem Prozess der Mesh-Generierung im weiteren Verlauf des Workflow zu diesem Speicherort hinzugefügt.
- Blenden Sie SanDiegoSat_Workspaceaus.
- Klicken Sie in der Symbolleiste für den Schnellzugriff auf die Schaltfläche Projekt speichern, um das Projekt zu speichern.
In diesem Teil dieses Workflow haben Sie die Eingabedaten heruntergeladen, ein ArcGIS Pro-Projekt eingerichtet, einen Reality-Mapping-Workspace erstellt und dort Eingabedaten eingegeben. Als Nächstes führen Sie die Bildausrichtung durch und erstellen Karten für die Reality-Mapping-Produkte.
Die Bilddaten verarbeiten
Nachdem Sie Projekt, Workspace und Bilddaten eingerichtet haben, beginnen Sie als Nächstes mit der Bildbearbeitung. Zunächst entfernen Sie die NoData-Bereiche im Bilddaten-Layer und verbessern Sie die Bildausrichtung mithilfe von Verknüpfungspunkten. Dann erstellen Sie die folgenden Produkte:
- DSM: Ein digitales Oberflächenmodell ist ein digitales Höhen-Dataset der Erdoberfläche, einschließlich der Höhe von Objekten auf der Erdoberfläche, wie Bäume oder Gebäude. Es wird aus einer Sammlung überlappender Bilder generiert.
- True Ortho: Ein orthorektifiziertes Bild ohne perspektivische Verzerrung, sodass überirdische Features nicht verzerrt werden und andere Features nicht verdecken.
- DSM-Mesh: Ein Modell mit Textur, in dem die ausgeglichenen Bilder auf einer TIN-Version (Triangulated Irregular Network) des aus überlappenden Bildern extrahierten DSM drapiert werden.
DSMs und True Orthos sind 2D-Raster, die in einer 2D-Karte dargestellt werden sollen. Ein DSM-Mesh wird als 2.5D-Produkt betrachtet, da es für die Darstellung in einer 3D-Szene gedacht ist. Allerdings verfügt jeder Punkt im DSM-Mesh nur über einen Z-Wert (Höhe), im Gegensatz zu 3D-Produkten, die über mehrere Höhendaten für jeden Punkt verfügen.
Den Workspace sichern
Bevor Sie fortfahren, erstellen Sie eine Sicherungskopie des Workspace, für den Fall, dass Sie zu einem früheren Zustand des Projekts zurückkehren müssen.
- Blenden Sie im Bereich Katalog ggf. den Container Reality Mapping ein.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf SanDiegoSat_Workspace, und wählen Sie Kopieren aus.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Ordner Reality Mapping, und wählen Sie Einfügen aus.
Dem Container Reality Mapping wird eine neue Datei, SanDiegoSat _Workspace-Kopie, hinzugefügt.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf SanDiegoSat _Workspace-Kopie, wählen Sie Umbenennen, und ändern Sie den Ordnernamen in SanDiegoSat_Workspace_orig.
Dieser Name bedeutet, dass diese Kopie des Workspace dem ursprünglichen Zustand entspricht.
Bereiche ohne Daten entfernen
Bereiche an den Rändern der Bilddaten, die mit schwarzen Pixeln gefüllt sind und keine Informationen enthalten, werden als NoData bezeichnet. Diese NoData-Bereiche verdecken die darunter liegenden Features auf überlappenden Bildern und müssen mit dem Geoverarbeitungswerkzeug Footprints erstellen entfernt werden.
- Zoomen Sie im Fenster SanDiegoSat_Workspace auf die südlichen Enden des Bild-Footprints.
Gestreckte NoData-Bereiche werden in Schwarz angezeigt.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Analyse in der Gruppe Geoverarbeitung auf Werkzeuge.
Daraufhin wird der Bereich Geoverarbeitung angezeigt.
- Geben Sie in das Suchfeld Footprints erstellen ein. Klicken Sie in der Ergebnisliste auf das Werkzeug Footprints erstellen, um es zu öffnen.
- Wählen Sie im Werkzeug Footprints erstellen für Mosaik-Dataset die Option Bildsammlung.
- Übernehmen Sie alle anderen Standardeinstellungen, und klicken Sie auf Ausführen.
Nach Abschluss des Prozesses sind die NoData-Bereiche aus der Karte entfernt.
Bildausrichtung mithilfe von Verknüpfungspunkten verbessern
Zur Verbesserung der relativen Genauigkeit von Eingabebildern verwenden Sie Verknüpfungspunkte. Hierbei handelt es sich um allgemeine Objekte oder Positionen in den Überlappungsbereichen zwischen benachbarten Bildern. Mit dem Werkzeug Ausgleichen werden Verknüpfungspunkte mithilfe von Bildabgleichungstechniken automatisch extrahiert und dazu verwendet, die Bilder besser relativ zueinander anzuordnen.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Reality-Mapping in der Gruppe Ausgleichen auf Ausgleichen.
Als Nächstes legen Sie einige Parameter für das Werkzeug Ausgleichen fest, mit denen die Qualität und Genauigkeit der Verknüpfungspunkte und des Bildausrichtungsprozesses bestimmt werden.
- Stellen Sie im Fenster Ausgleichen sicher, dass für Transformationstyp die Option RPC festgelegt ist.
Hinweis:
Rationale polynomiale Koeffizienten (RPC) sind ein mathematisches Modell, das die Beziehung zwischen dem Sensor und dem Boden beschreibt. Die Anbieter von Bilddaten stellen eine RPC-Datei für kompatible Produkttypen zur Verfügung.
- Blenden Sie den Abschnitt Erweiterte Optionen und Abgleich von Verknüpfungspunkten ein.
- Legen Sie unter Abgleich von Verknüpfungspunkten die folgenden Parameter fest:
- Wählen Sie für Genauigkeit der Bildposition die Option Niedrig, die einen größeren Suchradius und den SIFT-Algorithmus (Scale Invarianant Feature Transformation) verwendet, um eine hohe Anzahl von Verknüpfungspunkten zu erzeugen.
- Wählen Sie unter Ähnlichkeit der Verknüpfungspunkte die Option Hoch, damit nur Punkte mit hoher Ähnlichkeit berücksichtigt werden.
- Wählen Sie für Dichte der Verknüpfungspunkte die Option Hoch, um die höchstmögliche Anzahl von Verknüpfungspunkten zu erzeugen.
- Stellen Sie sicher, dass unter Verteilung der Verknüpfungspunkte die Option Zufällig ausgewählt ist, um sicherzustellen, dass die erzeugten Verknüpfungspunkte gut über die Bilder verteilt sind.
- Übernehmen Sie alle anderen Standardwerte, und klicken Sie auf Ausführen.
Der Vorgang dauert einige Minuten. Den Status können Sie im Fenster Protokolle verfolgen. Das Werkzeug meldet zunächst, dass die Verknüpfungspunkte berechnet werden, dann dass die Blockausgleichung berechnet wird und schließlich dass die Blockausgleichung übernommen wird. Für den Ausrichtungsprozess werden die Bilder in Blöcken aus mehreren Bildern gruppiert. Anschließend wird die Position der Blöcke ausgeglichen.
- Überprüfen Sie im Fenster Protokolle, ob der Prozess abgeschlossen ist, indem Sie die Meldung Erfolgreich suchen, die nach der Meldung Blockausgleichung wird übernommen angezeigt wird.
- Suchen Sie unter Blockausgleichung wird berechnet die Zeile RMSE_TIE_IMAGE(xy).
Diese Zeile gibt die Genauigkeit des Ausgleichs in Pixel an, basierend auf den berechneten Verknüpfungspunkten. Ein Root Mean Square-Fehler (RMSE) von weniger als einem Pixel ist akzeptabel.
Hinweis:
Der von Ihnen ermittelte Genauigkeitswert kann sich geringfügig vom Wert im Beispielbild unterscheiden.
- Aktivieren Sie im Bereich Inhalt das Kontrollkästchen des Layers Verknüpfungspunkte, um ihn zu aktivieren.
Auf der Karte werden die vom Werkzeug Ausgleichen generierten Verknüpfungspunkte angezeigt.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt das Kontrollkästchen Verknüpfungspunkte, um den Layer zu deaktivieren.
Damit haben Sie die relative Genauigkeit der Bilder optimiert.
Hinweis:
Um die absolute Genauigkeit zu verbessern, können Bodenpasspunkte (GCPs) hinzugefügt werden. Das Hinzufügen von GCPs wird in diesem Lernprogramm nicht behandelt. Ein Beispiel für das Hinzufügen von GCPs zu einem Projekt finden Sie unter DSMs und True Orthos mit ArcGIS Reality for ArcGIS Pro generieren.
Reality-Mapping-Produkte generieren
Als Nächstes erstellen Sie die Reality-Mapping-Produkte. Aus Gründen der Kürze erstellen Sie diese Produkte nur für einen kleinen Bereich. Der Layer SanDiego_AOI.shp enthält die Grenzen für diesen Bereich. Sie fügen ihn der Karte hinzu.
- Blenden Sie im Bereich Katalog die Knoten Ordner, SanDiegoSat_Data, Support_Data und AOI ein.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf SanDiego_AOI.shp, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.
Auf der Karte wird das Polygon für den Interessenbereich in einer nach dem Zufallsprinzip zugewiesenen Farbe (im folgenden Beispielbild in Hellblau) angezeigt.
Das Bild deckt einen größeren Bereich ab als das Polygon für den Interessenbereich. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Bilder, die den Interessenbereich überlappen, eingebunden sind. Wenn Ergebnisse hoher Qualität erzielt werden sollen, müssen alle überlappenden Bilder verwendet werden.
Da sich innerhalb des Projektbereichs ein großes Gewässer befindet, wird empfohlen, einen Layer mit den Grenzen des Gewässers zu verwenden, um die von Wasser bedeckten Flächen zu begrenzen (oder zu reduzieren). Zu diesem Zweck verwenden Sie die mitgelieferte Feature-Class Waterbody.shp.
- Klicken Sie im Bereich Katalog im Ordner AOI mit der rechten Maustaste auf Waterbody.shp, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.
Auf der Karte wird das Polygon Waterbody in einer nach dem Zufallsprinzip zugewiesenen Farbe (im folgenden Beispielbild in Hellgelb) angezeigt.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt die Layer SanDiego_AOI und Waterbody, da Sie diese im weiteren Verlauf des Workflow nicht mehr auf der Karte sehen müssen.
- Verschaffen Sie sich im Menüband auf der Registerkarte Reality-Mapping einen Überblick über die Gruppe Produkt.
Nach dem Bildausgleich sind jetzt die Werkzeuge in dieser Gruppe verfügbar. Die Produkte können einzeln über die Produkt-Schaltflächen (z. B. DSM, True Ortho oder DSM-Mesh) oder alle gleichzeitig über die Schaltfläche Mehrere Produkte generiert werden. Hier verwenden Sie die letztere Option.
- Klicken Sie auf der Registerkarte Reality-Mapping auf die Schaltfläche Mehrere Produkte.
Der Bereich Reality-Mapping-Produktassistent wird mit der Seite Produktgenerationseinstellungen angezeigt.
- Vergewissern Sie sich, dass alle Kontrollkästchen für 2D-Produkte aktiviert sind (Digital Surface Model (DSM), True Ortho und DSM-Mesh). Klicken Sie auf Gemeinsame erweiterte Einstellungen.
Daraufhin wird das Fenster Erweiterte Produkteinstellungen angezeigt. Hier können Sie Parameter festlegen, die sich auf alle zu generierenden Produkte auswirken.
- Vergewissern Sie sich, dass im Fenster Erweiterte Produkteinstellungen unter Qualität die Option Ultra ausgewählt ist.
Mit dem Wert Ultra sorgen Sie dafür, dass die abgeleiteten Produkte die höchste Bildauflösung aufweisen. Mit der Einstellung Hoch unter Qualität weisen die abgeleiteten Produkte die zweifache Auflösung des Quellbildes auf.
- Wählen Sie für Produktgrenze die Einstellung SanDiego_AOI.shp.
Die generierten Reality-Produkte werden auf eine Ausdehnung begrenzt, die durch diese Feature-Class bestimmt wird.
- Wählen Sie unter Gewässer-Features die Option Gewässer.
- Klicken Sie unter Verarbeitungsordner auf die Schaltfläche Durchsuchen. Wechseln Sie zu einem Ordner auf einem Laufwerk, dessen verfügbarer Speicherplatz mindestens das Zehnfache der Gesamtgröße der zu verarbeitenden Bilder beträgt.
Vorsicht:
Der Verarbeitungsordner speichert temporäre Dateien, die während der Verarbeitung von Reality-Produkten erzeugt werden. Es wird empfohlen, dass sich der Verarbeitungsordner auf einem schnellen Laufwerk mit viel Speicherplatz befindet.
In diesem Workflow gibt es ungefähr 13 GB an Bilddaten, so dass 130 GB Speicherplatz für die Verarbeitung benötigt werden.
- Übernehmen Sie alle anderen Standardeinstellungen, und klicken Sie auf OK.
- Klicken Sie im Bereich Reality-Mapping-Produktassistent auf der Seite Produktgenerationseinstellungen auf Weiter.
- Legen Sie auf der Seite DSM-Einstellungen die folgenden Parameter fest:
- Wählen Sie für Ausgabetyp die Option Mosaik aus.
- Wählen Sie für Format die Option Cloud-Raster-Format aus.
- Vergewissern Sie sich, dass unter Komprimierung die Option Keine ausgewählt ist.
- Vergewissern Sie sich, dass unter Resampling die Option Bilinear ausgewählt ist.
- Klicken Sie auf Weiter. Legen Sie auf der Seite True-Ortho-Einstellungen die folgenden Parameter fest:
- Wählen Sie für Ausgabetyp die Option Mosaik aus.
- Wählen Sie für Format die Option Cloud-Raster-Format aus.
- Vergewissern Sie sich, dass unter Komprimierung die Option Keine ausgewählt ist.
- Vergewissern Sie sich, dass unter Resampling die Option Bilinear ausgewählt ist.
- Klicken Sie auf Weiter. Vergewissern Sie sich auf der Seite DSM-Mesh-Einstellungen, dass unter Format die Option SLPK ausgewählt ist.
Hinweis:
Die Produktgenerierung kann je nach Systemressourcen ungefähr 3 Stunden dauern. Zum Vergleich: Bei einem Computer mit einem Intel i7-9850-Prozessor, 32 GB RAM und einer SSD-Festplatte dauerte der Vorgang 3 Stunden und 6 Minuten.
Wenn Sie Zeit sparen und diesen Vorgang nicht durchführen möchten, können Sie für das restliche Lernprogramm vorgefertigte Ausgabe-Datasets verwenden. Navigieren Sie im Bereich Katalog zu Ordner > SanDiegoSat_Data > Support_Data > Ausgabe. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf SanDiegoSat_DSM.crf, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus. Wiederholen Sie dies für SanDiegoSat_TrueOrtho.crf. Später im Workflow werden Sie SanDiegoSat_DSM_Mesh.slpk zu einer 3D-Szene hinzufügen.
Wenn Sie das vorgefertigte Ausgabe-Dataset verwenden möchten, fahren Sie mit dem nächsten Abschnitt (Die Ergebnisse untersuchen) fort.
- Wenn Sie den Vorgang ausführen möchten, klicken Sie auf Fertig stellen.
Während des Vorgangs werden im Fenster Protokolle Statusinformationen angezeigt. Nach Abschluss des Vorgangs wird im Protokoll angezeigt, dass der Vorgang erfolgreich abgeschlossen wurde. Der letzte Teil des Vorgangs ist das Erstellen eines Mosaiks aus Kacheln.
- Drücken Sie Strg+S, um das Projekt zu speichern.
In diesem Teil des Workflow haben Sie die Bilddaten verarbeitet. Zunächst haben Sie die NoData-Bereiche im Bilddaten-Layer entfernt und die Bildausrichtung mithilfe von Verknüpfungspunkten verbessert. Anschließend haben Sie Reality-Mapping-Produkte generiert.
Die Ergebnisse untersuchen
Sie haben Reality-Mapping-Produkte generiert (oder Sie haben sich entschieden, die vorgefertigten Produkte zu verwenden): ein True Ortho, ein DSM und ein DSM- Mesh. Als Nächstes werden Sie diese untersuchen.
Die True Ortho-Ausgabe untersuchen
Sobald die Produktgenerierung abgeschlossen ist, werden die DSM- und True-Ortho-Produkte automatisch zur Karte SanDiegoSat_Workspace und zum Bereich Inhalt hinzugefügt. Nachdem Sie die Ansicht auf der Karte neu organisiert haben, sehen Sie sich das True Ortho an.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt unter Bildsammlung den Layer Footprint und die anderen Image-Layer.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Layer True Ortho, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
Der Ausgabe-Layer True Ortho wird über der Grundkarte angezeigt.
- Verwenden Sie zum Vergrößern das Mausrad, und ziehen Sie, um zu schwenken. Beachten Sie die äußerst detaillierten Features.
Als Nächstes vergleichen Sie das True-Ortho-Bild mit dem ursprünglichen Satellitenbild.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer DSM.
- Aktivieren Sie unter Bildsammlung den Layer Image.
Sie verwenden ein importiertes Lesezeichen, um eine bestimmte Position zu untersuchen.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Karte in der Gruppe Navigieren auf Lesezeichen, und wählen Sie Lesezeichen importieren aus.
- Navigieren Sie im Fenster Importieren zu Ordner > SanDiegoSat_Data > Support_Data > Ausgabe, klicken Sie auf Location for comparison.bkmx und dann auf OK.
- Klicken Sie auf der Registerkarte Karte auf Lesezeichen, und wählen Sie Location for comparison aus.
Die Karte zoomt auf den Bereich, in dem Sie die beiden Layer vergleichen möchten.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt auf den Layer True Ortho, um ihn auszuwählen.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Raster-Layer in der Gruppe Vergleichen auf Ausblenden.
- Ziehen Sie den Zeiger auf der Karte von oben nach unten, um den Layer True Ortho zu entfernen und den Mosaik-Layer Image darunter anzuzeigen.
Im ursprünglichen Layer Image sind die Seiten des Gebäudes zu sehen. Es ist aufgrund des Off-Nadir-Winkels des Sensors verschoben. Im Gegensatz dazu ist dasselbe Gebäude im Layer True Ortho vertikal ausgerichtet (Sie sehen es von oben). Nachdem die Versatzfehler aus dem True Ortho entfernt wurden, sind die Bauwerke über dem Boden vertikal ausgerichtet. Wenn die gemessene Genauigkeit innerhalb der akzeptierten Toleranzen liegt, kann dieses True Ortho zur genauen Extraktion von Features, wie z. B. Gebäude-Footprints, verwendet werden.
Hinweis:
Die absolute Genauigkeit der True-Ortho-Features steht in direktem Zusammenhang mit der Genauigkeit der Bodenpasspunkte, die zur Unterstützung des Ausrichtungsprozesses verwendet werden. Da dieses True Ortho ohne die Verwendung von verlässlichen Bodenpasspunkten erstellt wurde, ist seine absolute Genauigkeit unbekannt. Die relative Genauigkeit kann jedoch anhand der RMSE der Verknüpfungspunkte bestimmt werden, die für dieses Projekt RMSE X 0,271, Y 0,284 (Pixel) beträgt.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Karte in der Gruppe Navigieren auf Erkunden, um den Modus "Ausblenden" zu beenden.
Die DSM-Ausgabe untersuchen
Als Nächstes überprüfen Sie das generierte DSM.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt unter Datenprodukte den Layer True Ortho, und aktivieren Sie den Layer DSM.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt unter Bildsammlung den Layer Image, um das DSM besser sehen zu können.
Beachten Sie die Darstellung der Höhe von Gebäuden, Gewässern und anderen Features. Sie überprüfen die Eigenschaften des Layers.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf den Layer DSM, und wählen Sie Eigenschaften aus.
- Klicken Sie im Fenster Layer-Eigenschaften auf die Registerkarte Quelle, blenden Sie den Abschnitt Raster-Informationen ein, und suchen Sie die Felder Zellengröße X und Zellengröße Y.
Die Zellengröße des DSM-Rasters beträgt 0,3 Meter, bzw. 30 Zentimeter. Mit der zuvor ausgewählten Option Pansharpen hat ArcGIS Reality for ArcGIS Pro ein DSM generiert, das mit der höchsten Auflösung der eingegebenen Bilddaten (in diesem Fall der panchromatischen Bilddaten) übereinstimmt.
- Klicken Sie auf OK, um das Fenster Layer-Eigenschaften zu schließen.
Um das DSM aus einer anderen Perspektive zu betrachten, erstellen Sie einen Schummerungs-Layer, in dem die Schummerung ein dreidimensionales Aussehen erzeugt und ein Gefühl für das Relief vermittelt.
- Klicken Sie im Menüband auf der Registerkarte Bilddaten in der Gruppe Analyse auf die Schaltfläche Raster-Funktionen.
- Geben Sie im Bereich Raster-Funktionen den Text Schummerung in das Suchfeld ein. Klicken Sie auf die Raster-Funktion Schummerung, um diese zu öffnen.
- Wählen Sie im Bereich Schummerungseigenschaften für Raster die Option DSM.
- Übernehmen Sie alle anderen Standardeinstellungen, und klicken Sie auf Neuen Layer erstellen.
Der Schummerungs-Layer wird auf der Karte angezeigt.
- Vergrößern und schwenken Sie, um das Relief und die Details der Feature-Volumen zu beobachten.
Die DSM-Mesh-Ausgabe untersuchen
Als nächstes überprüfen Sie das generierte DSM-Mesh, das in einer 3D-Szene angezeigt wird.
- Blenden Sie im Bereich Katalog unter Reality-Mapping den Knoten SanDiegoSat_Workspace > Products > Meshes ein.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf DSM_Mesh.slpk, zeigen Sie auf Hinzufügen zu neuer, und wählen Sie Lokale Szene aus.
Hinweis:
Wenn Sie die vorgefertigten 3D-Produkte verwenden, navigieren Sie zu Ordner > SanDiegoSat_Data > Support_Data > Ausgabe, und fügen Sie SanDiegoSat_DSM_Mesh.slpk zu einer lokalen Szene hinzu.
Das DSM-Mesh wird in einer neuen 3D-Szene angezeigt.
Zur besseren Erkundung des Mesh-Layers vergrößern, neigen und drehen Sie die Szene mit dem Navigator-Rad.
- Vergrößern Sie mit dem Mausrad, bis Sie die größeren Gebäude deutlich sehen.
- Suchen Sie in der Szene das Navigator-Rad unten links in der Szene. Klicken Sie auf die Schaltfläche Vollständige Steuerung anzeigen, um auf die Funktionalität zur 3D-Navigation zuzugreifen.
Das Navigator-Rad ändert sich in eine 3D-Kugel, und ein zusätzliches Rad für die 3D-Navigation wird angezeigt.
- Verwenden Sie im erweiterten Navigator-Rad das mittlere Rad, um die Szene zu neigen und zu drehen. Verwenden Sie das Mausrad zum Vergrößern und Verkleinern.
Tipp:
Alternativ können Sie auch mit der Tastatur in der Szene navigieren, indem Sie die folgenden Tasten drücken: V zum Neigen, B zum Drehen, C zum Schwenken und Z zum Zoomen, jeweils in Verbindung mit der NACH-OBEN-, NACH-UNTEN-, NACH-LINKS- und NACH-RECHTS-Taste.
- Erkunden Sie den Layer Mesh, indem Sie ihn aus verschiedenen Winkeln betrachten.
Der Layer stellt Gebäude, Vegetation und Features am Boden in fotorealistischen Details dar.
- Wenn Sie die Erkundung abgeschlossen haben, klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf den Layer Mesh, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
- Drücken Sie Strg+S, um das Projekt zu speichern.
Um den Zugriff auf diese Reality-Mapping-Datasets zu erweitern, können Sie sie im ArcGIS Online-Konto der Organisation veröffentlichen. Sie haben zu Beginn des Lernprogramms ein Beispiel für ein DSM-Mesh gesehen, das in einer Online-3D-Szene angezeigt wird. Weitere Informationen dazu finden Sie auf der Seite Veröffentlichen gehosteter Szenen-Layer. Die Ausgabe-Datasets können in verschiedene Projekte integriert und mit anderen GIS-Layern kombiniert werden.
In diesem Lernprogramm haben Sie aus hochauflösenden, sich überlappenden Satellitenbildern, die einen Teil von San Diego abdecken, Reality-Mapping-Produkte erstellt. Sie haben Eingabedaten heruntergeladen und zur Verwaltung dieser Daten einen Workspace in einem ArcGIS Pro-Projekt erstellt. Anschließend haben Sie NoData-Bereiche entfernt und die Bildausrichtung mit automatisch generierten Verknüpfungspunkten verbessert. Sie haben den Reality-Mapping-Produktassistent verwendet, um ein hochauflösendes DSM, ein True Ortho und ein integriertes DSM-Mesh aus den ausgerichteten Bildern zu generieren. Abschließend haben Sie die Ausgabeprodukte untersucht.
Weitere vergleichbare Lernprogramme finden Sie in der Reihe ArcGIS Reality for ArcGIS Pro testen.
