Bodenpasspunkte importieren und Bild-Links hinzufügen
Zunächst laden Sie ein vorhandenes Drone2Map-Projekt herunter und machen sich mit seinen Komponenten vertraut. Dann importieren Sie mit zwei Methoden Bodenpasspunkte (Ground Control Points, GCPs) und Prüfpunkte (Check Points, CPs). Einem dieser Punkte fügen Sie Bild-Links hinzu.
Das Projekt einrichten
Zuerst laden Sie die Bilddaten von Rancho Del Mar herunter und öffnen sie in ArcGIS Drone2Map. Sie überprüfen die verfügbaren Bilder.
Hinweis:
Die in diesem Lernprogramm verwendeten Daten sind 1,95 GB groß. Daher dauert der Download einige Minuten.
- Laden Sie die Datei RanchoDelMar.zip herunter.
- Navigieren Sie zu der heruntergeladenen Datei, und entpacken Sie sie auf dem Laufwerk C, sodass der Ordnerpfad wie folgt lautet: C:\RanchoDelMar.
Vorsicht:
Einige Datenverbindungen sind ungültig, wenn Sie die Datei in einem anderen Verzeichnis als dem Laufwerk C entpacken.
- Öffnen Sie den extrahierten Ordner RanchoDelMar. Doppelklicken Sie auf RanchoDelMar.d2mx, um das Projekt in ArcGIS Drone2Map zu öffnen. Wenn Sie dazu aufgefordert werden, melden Sie sich mit Ihrem ArcGIS-Konto an.
Hinweis:
Wenn Sie über kein Organisationskonto verfügen, informieren Sie sich über die Optionen für den Zugriff auf die Software.
Daraufhin wird das Projekt in ArcGIS Drone2Map angezeigt. Der Bereich Inhalt enthält die drei Layer Image Centers, Flight Lines und Control. Der Layer Control ist aktuell leer. Später importieren Sie GCPs in diesen Layer.
- Klicken Sie auf der Karte auf einen der blauen Bildmittelpunkte .
Das Fenster Image Viewer wird angezeigt. Es enthält ein hochauflösendes Bild dieses Gebiets.
Das Projekt umfasst 174 Bilder.
- Schließen Sie das Fenster Image Viewer.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste an einer beliebigen Stelle auf die Karte und danach auf Löschen.
Als Nächstes finden Sie heraus, wo die Daten für das Projekt gespeichert sind.
- Klicken Sie unter dem Bereich Verwalten auf die Registerkarte Katalog.
- Blenden Sie im Bereich Katalog auf der Registerkarte Projekt zunächst Ordner und dann RanchoDelMar ein.
ArcGIS Drone2Map organisiert Projektkomponenten in verschiedenen Unterordnern.
- Blenden Sie RanchoDelMar.gdb ein.
Die Geodatabase des Projekts enthält drei Feature-Classes, die im Bereich Inhalt aufgeführt werden. Neue Daten, die Sie in das Projekt importieren, werden auch hier gespeichert.
- Blenden Sie den Ordner Images ein.
Hier werden die im Layer Image Centers gespeicherten Bilder referenziert.
ArcGIS Drone2Map verwendet verortete Bilder und erstellt Verknüpfungspunkte zwischen benachbarten Bildern, sodass sie zusammengeführt werden können und Bilddatenprodukte ergeben. Die Bilder in diesem Projekt wurden noch nicht zusammengeführt.
Während die GPS-Daten von Drohnen für die meisten allgemeinen Analysen und die Produkterstellung genau genug sind, müssen Sie bei diesem Projekt unbedingt auf die höchstmögliche Genauigkeit achten. Damit diese Genauigkeit gewährleistet ist, integrieren Sie Bodenpasspunkte, wenn Sie die Bilder in eine Bildsammlung einfügen.
Hinweis:
Einige Drohnen verwenden die kinematische Korrektur in Echtzeit (RTK-Korrektur), um GPS-Daten während des Fluges mit hoher Genauigkeit zu korrigieren. Sogar bei diesen Drohnen ist es noch hilfreich, GCPs zu erfassen, die als CPs dienen und die Genauigkeit der Drohne überprüfen sollen.
Bodenpasspunkte aus einer CSV-Datei importieren
GCPs sind Punkte mit hoher Genauigkeit, die entweder vor oder nach einem Flug am Boden erfasst und zur Anpassung der in ArcGIS Drone2Map erstellten Produkte verwendet werden. Diese Punkte werden in der Regel auf dem Boden markiert, sodass sie in den Bilddaten sichtbar sind und zur Erstellung von Geolokalisierungslinks zwischen Bildern verwendet werden können. Es wird empfohlen, zwischen fünf und zehn GCPs zu verwenden, die über den ganzen Bildbereich verteilt sind.
Sie importieren einen Bodenpasspunkt aus einer .csv-Datei.
- Klicken Sie im Menüband auf die Registerkarte Start. Klicken Sie in der Gruppe Passpunkt auf die untere Hälfte der Schaltfläche Passpunkt und dann auf Passpunkt importieren.
- Navigieren Sie im Fenster Passpunkt importieren zum Ordner RanchoDelMar. Wählen Sie Rancho_Del_Mar_GCP_EPSG32611.csv aus, und klicken Sie auf OK.
Daraufhin wird das Fenster Passpunkt importieren aktualisiert. Im Abschnitt Koordinatensystem festlegen wurde unter Aktueller XY-Wert automatisch WGS 1984 UTM Zone 11N und unter Aktueller Z-Wert für das vertikale Koordinatensystem automatisch EGM96 Geoid festgelegt. Die Daten in der .csv-Datei werden mit den gleichen Koordinatensystemen festgelegt.
- Lassen Sie den Abschnitt Passpunktbilder leer.
Für diesen GCP gibt es keine Passpunktbilder.
- Stellen Sie im Abschnitt Feldinformationen festlegen sicher, dass die Positionsfelder den richtigen Feldern aus der .csv-Datei zugeordnet wurden:
- Breitengrad [Y]: Festgelegt auf Breitengrad.
- Längengrad [X]: Festgelegt auf Längengrad.
- Höhe [Z]: Festgelegt auf Höhe.
- Beschriftung: Festgelegt auf Beschriftung.
- Wählen Sie für Genauigkeit horizontal die Option H_Accuracy aus. Wählen Sie für Genauigkeit vertikal die Option V_Accuracy aus.
- Klicken Sie auf OK, um den GCP zu importieren.
Im Bereich Inhalt wird der Layer Control vorübergehend ausgeblendet. Nach Abschluss des Imports wird er wieder angezeigt. Ein grünes Kreuz wird auf der Karte angezeigt.
Im Bereich Passpunkt-Manager wird der neue GCP als erste Zeile in einer Tabelle angezeigt. Die Tabellenzeile besitzt ein orangefarbenes Warnsymbol, das darauf hinweist, dass der GCP noch nicht mit einem Bild verknüpft ist.
Anschließend erstellen Sie Links zwischen dem GCP und den Bildern, die ihn überlappen.
Bild-Links hinzufügen
In ArcGIS Drone2Map, können Sie Bodenpasspunkte manuell oder automatisch verknüpfen. Entscheiden Sie sich für die automatische Methode, müssen Sie jedoch dennoch einige Bild-Links manuell erstellen, damit die Software feststellen kann, wo sich weitere Links befinden könnten. Bei einer geringen Anzahl von GCPs wird empfohlen, alle Bilder manuell zu verknüpfen, um die größte Genauigkeit zu erzielen. Sie verknüpfen den GCP aus der .csv-Datei manuell.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt die Layer Image Centers und Flight Lines.
- Klicken Sie im Bereich Passpunkt-Manager auf die Zeile GCP 5, um sie auszuwählen.
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Editor für Links zu Bildern anzeigen.
Das Fenster Bild-Links wird angezeigt. Auf der linken Seite werden alle Bilder des Projekts angegeben. Diejenigen, die dem GCP am nächsten liegen, werden zuerst aufgeführt.
- Klicken Sie in der Liste auf das erste Bild, um sicherzustellen, dass es sich dabei um das im Viewer dargestellte Bild handelt.
- Zoomen Sie im Viewer auf das rote X auf dem Gehweg in der Mitte des Bildes.
- Vergrößern Sie die Ansicht, und klicken Sie auf die Mitte des X, um eine gelbe Bild-Link-Markierung zu platzieren.
In der Liste wird ein grünes Häkchen neben dem ersten Bild angezeigt, die darauf hinweist, dass es verknüpft wurde.
- Klicken Sie in der Liste auf das nächste Bild.
Das nächste Bild wird im Viewer angezeigt. Die Ausrichtung unterscheidet sich von der des letzten Bildes, aber auf dem Gehweg ist dasselbe rote X zu sehen.
- Zoomen Sie auf das rote X, und klicken Sie auf seine Mitte, um einen weiteren Bild-Link hinzuzufügen.
- Fügen Sie den nächsten drei Bildern Bild-Links hinzu, und richten Sie sie jeweils an der Mitte des roten X aus.
Hinweis:
Durchsuchen Sie wahlweise die Bilderliste nach weiteren Bildern mit dem roten X, und fügen Sie jedem Bild einen Bild-Link hinzu. Die Bilder, die am ehesten ein rotes X enthalten, werden alle ganz oben aufgeführt.
- Klicken Sie auf OK.
Im Bereich Passpunkt-Manager wird das Warnsymbol neben GCP 5 durch ein grünes Häkchen ersetzt. So wird angegeben, dass der GCP jetzt über genügend Bild-Links verfügt.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf eine beliebige Stelle der Karte, und klicken Sie auf Löschen, um die Auswahl von GCP 5 aufzuheben.
Bodenpasspunkte und Prüfpunkte importieren
Als Nächstes importieren Sie weitere acht GCPs. Die Bild-Links wurden für diese GCPs bereits in einem anderen Drone2Map-Projekt erstellt. Anstatt einer .csv-Datei importieren Sie daher eine .zip-Datei, die aus einem vorherigen Projekt exportiert wurde.
Hinweis:
In diesem Lernprogramm nutzen Sie diese Methode, um Zeit zu sparen. In der Regel sollten Sie diese Methode nur verwenden, wenn Ihre Flüge über dieselbe Position GCP-Markierungen nutzen, die statische Features sind. Wenn Sie temporär platzierte Ziele einsetzen, ist es sehr schwierig, die Positionen der Ziele bei der Platzierung für weitere Flüge genau zu übernehmen.
- Klicken Sie oben im Bereich Passpunkt-Manager auf die Schaltfläche Passpunkt importieren.
- Navigieren Sie im Fenster Passpunkt importieren zum Ordner RanchoDelMar.
- Klicken Sie auf GCP.zip.
- Klicken Sie auf OK.
Im Fenster Passpunkt importieren wird die Tabelle Bodenpasspunkte mit acht Zeilen gefüllt.
- Klicken Sie in der Tabelle in die Zeile mit dem Wert 1 für Beschriftung.
Die Liste Bild-Links neben der Tabelle wird aktualisiert und enthält nun sechs Bilder, die mit diesem GCP verknüpft sind.
- Klicken Sie auf jede Zeile der Tabelle, um zu überprüfen, wie viele Bild-Links mit jedem Punkt importiert werden.
- Klicken Sie auf OK, um die Bodenpasspunkte zu importieren.
Im Bereich Passpunkt-Manager werden die neuen Punkte in der Tabelle angezeigt. Alle Punkte weisen grüne Häkchen auf.
In der Spalte Typ wird angezeigt, dass fünf Punkte GCPs und vier Punkte CPs sind. GCPs und CPs werden auf dieselbe Art und Weise erfasst, aber für unterschiedliche Zwecke verwendet. GCPs werden zur Verarbeitung von Bildprodukten und zur Verbesserung der Genauigkeit verwendet, CPs werden hingegen nicht in der Verarbeitung berücksichtigt. Stattdessen werden sie verwendet, um die Genauigkeit des Modells nach der Verarbeitung unabhängig zu bewerten.
In diesem Modul haben Sie ein vorhandenes Drone2Map-Projekt geöffnet, einen GCP hinzugefügt und Bilder damit verknüpft. Anschließend haben Sie weitere GCPs importiert.
Bilddaten ausgleichen und Genauigkeit bewerten
Als Nächstes verarbeiten Sie die 174 Bilder im Projekt, um eine Bildsammlung zu generieren. Bei der Verarbeitung werden die Bilder mittels Luftbild-Triangulation und Bündelblockausgleich zusammengefügt. Danach überprüfen Sie die Ergebnisse des Ausgleichs und bewerten die Genauigkeit der Bodenpasspunkte. Sie positionieren einige der Bild-Links neu und führen den Ausgleich erneut aus, um die Gesamtgenauigkeit zu verbessern.
Blockausgleichung ausführen
Als Nächstes verarbeiten Sie die Bilddaten, um eine Bildsammlung zu erstellen.
- Klicken Sie unter dem Bereich Passpunkt-Manager auf die Registerkarte Verwalten, um zum Bereich Verwalten zu wechseln.
- Stellen Sie unter 2D-Produkte sicher, dass nur das Element Bildsammlung aktiviert ist.
Sie planen, später ein True Ortho und ein digitales Terrain-Modell zu erstellen, im Moment generieren Sie jedoch nur eine Bildsammlung. So sparen Sie Zeit beim Bewerten der Genauigkeit der Passpunkte. Sobald die Genauigkeitswerte zufriedenstellend sind, können Sie die gewünschten Ausgabeprodukte generieren.
- Klicken Sie im Menüband auf die Registerkarte Start. Klicken Sie in der Gruppe Verarbeitung auf Start.
- Klicken Sie außerdem in der Gruppe Verarbeitung auf Protokoll.
Die Ansicht "Verarbeitungsprotokoll" wird geöffnet. Darin wird der Fortschritt der Verarbeitungsschritte angezeigt.
Die Verarbeitung nimmt viel Zeit in Anspruch, deshalb können Sie sich jetzt einer anderen Aufgabe zuwenden und später zu diesem Lernprogramm zurückkehren.
Genauigkeit bewerten
Nach dem Ausgleich überprüfen Sie die Genauigkeit der Bodenpasspunkte (GCPs) und der einzelnen damit verbundenen Bild-Links. Sie werten die Genauigkeitswerte der einzelnen Bodenpasspunkte (dY und dY) und die Reprojektionsfehler für die Bild-Links aus. Je näher diese Werte bei Null liegen, desto genauer ist die Ausrichtung.
- Prüfen Sie in der Ansicht "Verarbeitungsprotokoll", ob der Ausgleich wirklich abgeschlossen wurde.
Wenn dies der Fall ist, lautet die letzte Meldung im Protokoll Verarbeitung erfolgreich abgeschlossen. Der Fortschrittsbalken unten im Bereich Verwalten bleibt bei 100 Prozent.
Zuerst überprüfen Sie die Ergebnisse des Ausgleichs im Bereich Katalog.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Start in der Gruppe Layer auf Katalog.
- Blenden Sie ggf. im Bereich Katalog die Knoten Ordner ein. Blenden Sie den Ordner RanchoDelMar und dann RanchoDelMar.gdb ein.
Die Geodatabase enthält vier neue Elemente: die neue Bildsammlung und die damit verknüpften Daten.
Als Nächstes zeigen Sie die Genauigkeitswerte für die einzelnen Bodenpasspunkte an.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Start in der Gruppe Passpunkt auf Passpunkt-Manager, um den Bereich Passpunkt-Manager erneut zu öffnen.
- Ziehen Sie die Seite des Bereichs, um diesen zu verbreitern, bis Sie alle Spalten in der Tabelle lesen können.
Die Spalten dX, dY und dZ enthalten Werte. Dabei handelt es sich um Messungen der Genauigkeit der einzelnen Passpunkte nach dem Ausgleich. Ein Wert nahe Null weist darauf hin, dass der Punkt nur unwesentlich verschoben werden musste und einen Großteil der ursprünglichen Genauigkeit beibehält.
Hinweis:
Die Werte in Ihrer Tabelle weichen aufgrund Ihrer eigenen Platzierung der Bild-Links leicht von den Werten im oben gezeigten Bild ab.
- Sehen Sie sich die d-Werte in der Tabelle an.
GCP 4 verfügt über höhere Genauigkeitswerte als die anderen Passpunkte.
Diese Werte hängen von der Platzierung der Bild-Links ab. Wenn ein oder mehrere Bild-Links nicht richtig platziert wurden, können Sie eine erhebliche Abweichung bei diesen Werten feststellen. Wahrscheinlich wurde ein Bild-Link für GCP 4 nicht richtig platziert. Sie überprüfen die Bild-Links, um dieses Problem zu beheben.
- Klicken Sie im Bereich Passpunkt-Manager auf die Schaltfläche Editor für Links zu Bildern anzeigen.
- Wählen Sie im Fenster Bild-Links für Passpunkt die Option 4 aus.
Bislang wurden die Bild-Links nach Entfernung sortiert. Jetzt werden sie nach Reprojektion ausgewählt.
Für jeden einzelnen Bild-Link werden die Reprojektionsfehler berechnet. Dieser Wert stellt die Entfernung zwischen dem ersten Punkt und dem angepassten Punkt (gemessen in Pixeln) dar. Alle Bild-Links werden leicht verschoben, ein Reprojektionsfehler größer 1 wird jedoch als groß eingestuft. Bilder mit größeren Reprojektionsfehlern werden zuerst aufgeführt.
- Klicken Sie in der Bildliste auf das erste Bild, um sicherzustellen, dass es sich dabei um das im Viewer dargestellte Bild handelt.
Über dem Viewer wird der Wert Reprojektionsfehler für den ausgewählten Bild-Link aufgeführt.
Im Bild oben lautet der Wert 3.087. Die Werte für Reprojektionsfehler weichen in Ihrem Projekt leicht ab.
- Zoomen Sie im Viewer auf den Bild-Link.
Die gelbe Bild-Link-Markierung weist einen Versatz von der Mitte des roten X auf.
- Klicken Sie im Viewer auf die Mitte des roten X, um den Bild-Link neu zu positionieren.
Der Reprojektionsfehler über dem Viewer wird nicht mehr angezeigt.
- Klicken Sie auf das nächste Bild in der Liste.
Der Wert für Reprojektionsfehler ist hier ebenfalls größer als 1.
- Positionieren Sie den Bild-Link für das zweite Bild neu.
Fünf Bilder in der Bildliste verfügen über grüne Häkchen, die zeigen, dass Bild-Links dafür vorhanden sind. Die meisten Reprojektionsfehler für diese Bild-Links weisen einen Wert nahe 1 auf, deshalb müssen Sie sie alle neu positionieren.
- Klicken Sie nacheinander auf die verknüpften Bilder, und positionieren Sie die zugehörigen Bild-Links neu.
- Klicken Sie auf OK, um das Fenster Bild-Links zu schließen.
Die Bewertung von Bild-Links mit hohen Werten bei Reprojektionsfehlern unterstützt Sie bei der Qualitätskontrolle, um die bestmöglichen Produkte zu erhalten. Es empfiehlt sich, nach jeder Einbeziehung von Bodenpasspunkten in ein Projekt die Bild-Links nach dem Ausgleich zu überprüfen.
Als Nächstes führen Sie die Blockausgleichung erneut mit den geänderten Bild-Links aus. Dies dauert nicht so lange wie beim ersten Mal und führt zu neuen Genauigkeitswerten.
Erneut verarbeiten und bewerten
Verarbeiten Sie die Bilddaten erneut, um festzustellen, ob die an den Bild-Links vorgenommenen Änderungen für GCP 4 die Genauigkeit der Bodenpasspunkte erhöht haben. Es ist normal, den Ausgleich mehrmals vorzunehmen, bevor Sie akzeptable Genauigkeitswerte für die Bilddatenprodukte erhalten.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Start in der Gruppe Verarbeitung auf Start.
- Wenn die Ansicht "Verarbeitungsprotokoll" noch nicht geöffnet ist, klicken Sie auf Protokoll.
- Schließen Sie die Ansicht "Verarbeitungsprotokoll" nach der Verarbeitung, und öffnen Sie den Bereich Passpunkt-Manager.
- Überprüfen Sie die nächsten Werte für dX, dY und dZ.
Die Werte haben sich geändert. Alle Werte sollten jetzt kleiner als 0,1 sein. Falls dies nicht der Fall ist, befinden sich die Bild-Links für den jeweiligen Passpunkt möglicherweise zu weit von der Mitte des X entfernt.
Hinweis:
Die absolute Genauigkeit der einzelnen Bodenpasspunkte hat sich nicht geändert. Diese Werte werden in den Feldern für die horizontale (H_Accuracy) und vertikale (V_Accuracy) Genauigkeit, die in den Importen der Bodenpasspunkte enthalten sind, aufgezeichnet. Stattdessen hat sich die Genauigkeit der angepassten Bodenpasspunkte geändert. In dem in diesem Lernprogramm gezeigten Prozess soll sich jede angepasste Position eines Bodenpasspunktes so nahe wie möglich an der zu Beginn importierten Position befinden. Dadurch werden nicht die ursprünglichen Daten genauer, sondern es kommt zu einer Verbesserung der Gesamtgenauigkeit aller Bilddatenprodukte, die daraus erstellt werden.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Start in der Gruppe Verarbeitung auf Qualitätsbericht.
Das Fenster Verarbeitungsbericht wird geöffnet.
- Führen Sie einen Bildlauf zum Abschnitt Geolokalisierungsdetails durch.
Der Wert für Projektionsfehler der einzelnen Bodenpasspunkte und Passpunkte ist kleiner als 1. Die Genauigkeitswerte (dX, dY und dZ) sind alle kleiner als 0,1. Im vorliegenden Fall sind dies akzeptable Genauigkeitswerte, deshalb können Sie jetzt genaue Bilddatenprodukte generieren.
Hinweis:
Wenn auch weiterhin hohe Genauigkeitswerte für Bodenpasspunkte angezeigt werden, überprüfen Sie die Bild-Links erneut und positionieren Sie sie noch einmal. Sie können auch einen Bodenpasspunkt entfernen.
- Schließen Sie das Fenster Verarbeitungsbericht.
- Klicken Sie über der Werkzeugleiste auf die Schaltfläche Speichern.
Optimal ausgerichtete und genaue Bilddaten sind bei der Planung des Katastrophenschutzes die Voraussetzung für die richtige Zuteilung von Ressourcen oder die Vorhersage möglicher Problemgebiete. Da Sie die Bilddaten so genau wie möglich an den Bodenpasspunkten ausgerichtet haben, können die Bilddaten jetzt in Höhenmodelle umgewandelt werden, um das Risiko von Erdrutschen zu bewerten. Außerdem kann ein Orthomosaik erstellt werden, um zu überprüfen, ob es im Gebiet potenzielle Gefahren oder unsichere Strukturen gibt.
In diesem Lernprogramm haben Sie Bodenpasspunkte importiert, Bild-Links hinzugefügt, Bilddaten verarbeitet, die Genauigkeit der Bodenpasspunkte bewertet und Bild-Links geändert. Dieser Prozess ermöglicht die Erstellung von Bilddatenprodukten mit einer höheren Genauigkeit. Sie können die in diesem Lernprogramm erlernten Methoden optional weiter mit dem bereitgestellten Dataset testen und versuchen, 2D- und 3D-Produkte zu erstellen.
Weitere Lernprogramme finden Sie in der Lernprogrammgalerie.
