Acceder a datos de fotogrametría y a la solución 3D Buildings
El Departamento de tasaciones de la ciudad de Pleasanton le ha dado acceso a productos de imágenes aéreas de Nearmap y las huellas de edificios para una subdivisión de la base de Pleasanton Ridge. Una vez descargados estos datos, los agregará a un proyecto de ArcGIS Pro que forme parte de la solución 3D Buildings. Juntos, mantendrán la base para crear un modelo 3D de esta comunidad.
Adquirir datos de Nearmap y archivo de proyecto
Primero, descargará y descomprimirá los datos de Nearmap de Pleasanton. A continuación, descargará un proyecto de ArcGIS Pro con pasos para ayudar a crear modelos 3D.
- Descargue el archivo Pleasanton.zip y extraiga su contenido en una ubicación adecuada de su equipo.
A continuación, descargará la solución 3D Basemaps del proyecto de ArcGIS Pro desde ArcGIS Online.
- Inicie sesión en su cuenta de organización de ArcGIS Online.
Nota:
Si no tiene una cuenta de organización, consulte las opciones de acceso a software.
- Haga clic en el botón Aplicaciones y, en el Iniciador de aplicaciones, elija Solutions.
Aparece una galería de soluciones.
- Busque y seleccione la solución 3D Buildings.
- Haga clic en Instalar ahora.
La solución instalará automáticamente sus elementos asociados en la pestaña Contenido en ArcGIS Online.
- Seleccione 3D Buildings y haga clic en Abrir.
Aparece la página del elemento 3D Buildings.
- En Contenido de la solución, haga clic en 3DBuildings.
- Haga clic en el botón Descargar.
Una carpeta comprimida denominada 3DBuildings se descarga automáticamente en la ubicación de descarga predeterminada de su equipo.
- Descargue el archivo 3DBuildings .zip y extraiga su contenido en una ubicación adecuada de su equipo.
Nota:
Asegúrese de que la ruta de archivo a la carpeta 3DBuildings no contenga ningún archivo con espacios. Más adelante producirá un error en el flujo de trabajo.
Ahora tiene los datos de Nearmap de la ciudad y el proyecto ArcGIS Pro necesario.
Agregar datos de Nearmap
Ahora que tiene los datos requeridos de la ciudad y el proyecto de la solución ArcGIS Pro, agregará los datos de la ciudad a la escena de la solución 3D Buildings o un mapa 3D.
- Abra la carpeta 3dBuildings y luego el archivo de proyecto de ArcGIS 3DBuildings.
ArcGIS Pro se abre y se le ofrece una escena 3D del mundo. Agregará los datos de Pleasanton a esta escena.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa. En el grupo Capa, haga clic en Agregar datos.
Aparece la ventana Agregar datos.
- Vaya a la ubicación en la que se extrajo la carpeta Pleasanton. Abra la carpeta Pleasanton y abra la geodatabase Pleasanton.
Agregará los datasets AI_Buildings, DSM y DTM al mapa.
- Pulse la tecla Ctrl y seleccione los datasets AI_Buildings, DSM y DTM. Haga clic en Aceptar.
Las capas se agregan a la escena.
La capa de polígonos AI_Buildings representa huellas de edificios derivadas de la inteligencia artificial y los algoritmos de aprendizaje de máquina de Nearmap.
La capa ráster DSM es un modelo digital de superficie. Cada píxel de este ráster representa la elevación del terreno, así como entidades situadas sobre el suelo, como edificios, vegetación, torres y otras infraestructuras.
La capa ráster DTM es un modelo de elevación digital. También conocido como modelo digital de elevación (DEM), cada píxel representa la elevación del suelo desnudo. No incluye la elevación de las entidades en el paisaje, como árboles o edificios.
Los rásteres DSM y DTM tienen una resolución de 12 pulgadas. En otras palabras, cada píxel representa un área de la Tierra que es de 12 pulgadas por 12 pulgadas. Cuando se trabaja con rásteres, por lo general se recomienda utilizar rásteres que tengan la misma resolución.
Nota:
Si es suscriptor de Nearmap y desea utilizar sus propios datos, utilice la herramienta Exportación 3D de MapBrowser para extraer el DSM y el DTM de su área de interés. Se puede acceder a los contenidos de IA mediante API y entregas fuera de línea. Para obtener más información sobre cómo acceder a la IA de Nearmap, consulte Acceder al contenido de IA.
A continuación, cambiará el nombre de la capa AI_Buildings.
- En el panel Contenido, seleccione la capa AI_Buildings.
- Presione la tecla F2. Escriba Huellas de edificios y pulse Intro.
- En la barra de acceso rápido, haga clic en Guardar.
Ahora que los datos se han descargado y agregado a la escena, ya está listo para empezar a procesar los edificios.
Generar edificios 3D
El proyecto ArcGIS Pro que ha descargado incluye una serie de tareas que le ayudarán a guiarle por el proceso de realizar sus datasets y generar modelos 3D a partir de ellos. Utilizará sus tres capas y estas tareas para crear los edificios 3D de Pleasanton. En primer lugar, creará un nDSM, que será necesario cuando desee asignar la altura a los edificios y un tejado con la forma adecuada.
Crear un nDSM
En primer lugar, creará un modelo de superficie digital normalizado o nDSM mediante funciones ráster. Se crea un nDSM cuando se resta un DTM de un DSM. El resultado es un ráster de elevación que representa las elevaciones del nivel del suelo de las entidades, así como su altura.
- Si es necesario, abra el proyecto 3DBuildings en ArcGIS Pro.
Utilizará funciones ráster para restar el DTM del DSM.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Imágenes. En el grupo Análisis, haga clic en Funciones de ráster.
Aparece el panel Funciones ráster.
- En el panel Funciones de ráster, expanda Matemática y haga clic en Resta.
La herramienta Resta sustrae un dataset ráster de otro.
- Establezca Ráster en DSM. Cambie Ráster2 a DTM.
Antes de ejecutar esta función, se asegurará de que se procese con el tipo de salida de píxel correcto. Este parámetro determina el rango de valores que pueden contener las celdas en un ráster. Utilizará 32 bits flotante para asegurarse de que los decimales del ráster de salida no se pierdan.
- Haga clic en la pestaña General. Definir Tipo de píxel de salida a 32 bits flotante.
- Haga clic en Crear capa nueva.
Se agrega un ráster al mapa.
Es necesario actualizar el nombre predeterminado y lo hará a continuación.
- Cambie el nombre de la capa Minus_DSM_DTM a nDSM.
A continuación, cambiará la simbología de la capa para ver mejor los eventos de movimiento.
- En el panel Contenido, en nDSM, haga clic en el símbolo. En el menú desplegable, active la casilla situada junto a Mostrar nombres.
- Elija la simbología Elevación 1.
Para que esta simbología resulte más clara, cambiará el Tipo de extensión. Esto cambia el histograma que se utiliza al dibujar los colores de un ráster en el mapa. Si utiliza el tipo de extensión Histograma de nivelación, se mostrarán mejor los datos de elevación en la escena.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Capa ráster. En el grupo Representación, seleccione el menú desplegable Tipo de extensión y elija Histograma de nivelación.
La capa nDSM vuelve a representarse con el nuevo tipo de extensión y en el ráster se ven más detalles.
Con la nDSM creado ya puede empezar a trabajar con las huellas de los edificios. Entonces no verá nDSM en la siguiente sección, pero será importante cuando haga que las huellas de los edificios sean tridimensionales.
Procesar huellas de edificios
Para empezar a trabajar con las huellas de edificios, utilizará los pasos de tarea facilitados para recortar el ráster DSM a cada huella de edificio. A continuación, la elevación se usará para segmentar el tejado. Esto se traduce en que cada huella de edificio se subdividirá en función de la forma en que estén orientadas las distintas partes del tejado.
- En el panel Catálogo, expanda Tareas y haga doble clic en 3D Buildings.
Aparece el panel Tareas.
La solución Buildings 3D incluye muchas tareas, pero para el proyecto de la ciudad, se centrará en el grupo de tareas Publicar edificios.
- Expanda Publicar edificios y haga doble clic en Preprocesar huellas de edificios.
El primer paso de tarea que se abre es Dividir huellas de edificios mediante entidades. No utilizará este paso, así que lo omitirá.
- Haga clic en Omitir.
Utilizará el paso de tarea Segmentar huellas de edificios mediante elevación. De nuevo, esta acción tomará las huellas de los edificios y les dará una altura y las separará en función de sus distintas secciones de tejados.
- En Huellas de edificios, elija Huellas de edificios. En Superficie de elevación (DSM), elija DSM.
A continuación, definirá el Detalle espectral para la herramienta. Este es el nivel de importancia dado a las diferencias de altura en su DSM. Por ejemplo, en un área del centro con edificios altos que contienen muchas facetas de tejados a diferentes alturas, con un menor detalle espectral se generarán segmentos creados solo donde haya grandes cambios de elevación. Por el contrario, las viviendas en hilera con menores diferencias de altura entre edificios pueden requerir un mayor detalle espectral para completar el segmento. Los valores válidos varían de 1,0 a 20,0. El valor predeterminado es 13.
- Para Detalle espectral, asegúrese de que el valor sea 13.
Nota:
Para este parámetro, y los que siguen, el valor predeterminado es un buen punto de partida. En función de sus propios datasets, es posible que desee considerar probar diferentes valores hasta que obtenga los resultados deseados.
A continuación, definirá el Detalle espacial. Este es el nivel de importancia dado a la proximidad de las entidades de las imágenes. Por ejemplo, para segmentar edificios arquitectónicamente complejos con muchas facetas más pequeñas, debería utilizar un mayor detalle espacial. Para suavizar las variaciones que no necesitan representación, como unidades de aire acondicionado o vehículos en un aparcamiento, utilizaría un detalle espacial más bajo. Los valores válidos varían de 1,0 a 20,0. El valor predeterminado es 13.
- En Detalle espacial, asegúrese de que el valor sea 13.
A continuación, definirá Tamaño mínimo del segmento. Este parámetro controla el tamaño mínimo de un segmento potencial en píxeles. Si un segmento potencial es menor que el umbral establecido, el segmento se fusionará con un segmento circundante.
- Para Tamaño de segmento mínimo, asegúrese de que el valor sea 555.
A continuación, definirá la Tolerancia de regularización. Esta es la distancia máxima en la que se pueden ajustar los polígonos de segmento en el esfuerzo de regularizar la geometría a ángulos rectos y diagonales. Con rásteres de superficie de alta resolución, se recomienda establecer una tolerancia de regularización que sea de 5 a 10 veces el tamaño de los píxeles para suavizar cualquier rigidez de los píxeles y mantener al mismo tiempo el detalle de los píxeles de alta resolución.
- Para Tolerancia de regularización, en el primer parámetro, escriba 2 y asegúrese de que el segundo parámetro sea Metros.
- En Edificios segmentados de salida, escriba Huellas.
Nota:
Cuando se ejecuta la herramienta, _segmentado se agrega automáticamente al final del nombre del nuevo dataset.
- Haga clic en Ejecutar.
Nota:
La herramienta puede tardar varios minutos en ejecutarse en función del hardware de su equipo.
Ahora que se han procesado las huellas, puede utilizarlas para crear estructuras 3D.
- Haga clic en Finalizar.
Crear edificios 3D
Ahora que tiene una nDSM y huellas de edificios segmentados, está listo para crear modelos 3D de los edificios. Utilizará otra tarea como ayuda para este proceso.
En función de sus datos de entrada, creará edificios con un nivel de detalle 2 (LOD2). Nivel de detalle hace referencia a la complejidad geométrica de sus modelos 3D. Existen cuatro niveles de clasificaciones de detalle que oscilan desde LOD0, que es la menos detallada, hasta LOD3, que es la más detallada:
- LOD0 es un polígono plano sin características de altura o segmentación.
- LOD1 es un polígono 3D que contiene características de altura.
- LOD2 es un polígono 3D con formas de tejado.
- LOD3 es un polígono 3D con formas de tejados y detalles relacionados con la fachada de la estructura, como ventanas, puertas, etc.
Un nivel de detalle no es necesariamente mejor que otro, pero siempre debe intentar trabajar con un nivel de detalle adecuado para la necesidad de un proyecto. Por ejemplo, alguien que cree una vista realista del nivel de calle de una ciudad puede necesitar LOD3. Para las necesidades de la ciudad de Pleasanton, los edificios LOD2 son la cantidad de detalle adecuada para evaluar la altura de los edificios y clasificar las características del tejado.
- En el panel Tareas, haga doble clic en Crear edificios.
Esta tarea solo tiene un paso, el cual se basa en los datasets que ha creado u obtenido anteriormente.
- Introduzca los siguientes parámetros en la herramienta:
- En Edificios, elija Huellas_segmentado.
- En Superficie de elevación, elija DSM.
- En Superficie de elevación del terreno (DTM), elija DTM.
- En Superficie de elevación normalizada (nDSM), elija nDSM.
- En Polígonos de edificios de salida, escriba EdificiosLOD2.
Nota:
Cuando se ejecuta la herramienta, _roofform se agregará automáticamente al final del nombre del nuevo dataset.
- Expanda RoofForm.
Estos parámetros de herramienta controlan cuándo se considera que un tejado está inclinado o plano cuando se procesa cada edificio. Utilizará los valores predeterminados.
Para obtener más información sobre cómo se pueden modificar los parámetros de la herramienta para ajustar los edificios de salida, haga clic en el botón Ayuda para ver la documentación de Extraer forma de tejado.
- Haga clic en Ejecutar.
Nota:
La herramienta puede tardar varios minutos en ejecutarse en función del hardware de su equipo.
- En el panel Tareas, haga clic en Paso siguiente.
Aparece el siguiente paso de la tarea.
El siguiente paso de la tarea consiste en aplicar simbología 3D a la capa de edificios de salida que acaba de crear. Algunos pasos de la tarea implican la ejecución de herramientas y otros contienen pasos para que los siga por su cuenta. En este caso, realizará las acciones indicadas en la tarea para asignar simbología 3D a la capa de edificios.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en la capa BuildingsLOD2_roofform y elija Simbología.
- En el panel Simbología, haga clic en el símbolo existente.
- Haga clic en la pestaña Propiedades y, a continuación, en el botón Capas.
- En el menú desplegable situado junto al relleno del polígono actual, seleccione Relleno de procedimiento.
- Haga clic en el botón Regla.
- Busque la carpeta de este proyecto y haga doble clic en la carpeta rule_packages. Haga clic en el archivo LOD2BuildingShells_Meters.rpk y haga clic en Aceptar.
Nota:
Ha elegido el paquete de reglas para metros porque las unidades de su mapa son metros.
Las propiedades de simbología reflejan ahora la regla que ha asignado.
Para observar mejor los edificios, cambiará los colores del tejado y las fachadas.
- En Opciones de visualización, cambie FacadeColor a un color marrón claro. Cambie RoofColor a un color gris claro.
- En la parte inferior del panel Simbología, haga clic en Aplicar.
Sugerencia:
Para evitar tener que hacer clic en el botón Aplicar cada vez que actualice la simbología de una capa, active el panel Aplicar automáticamente en el panel Simbología.
- En el panel Contenido, cambie el nombre de la capa Buildings_LOD2 a Edificios 3D. Arrastre la capa 3D Buildings a la sección Capas 3D.
- En Capas 2D, desactive todas las capas.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa. En el grupo Capas, haga clic en Mapa base. Elija Imágenes.
- Con la herramienta Explorar, incline la vista para ver los edificios en 3D.
Ahora que tiene los edificios 3D, explorará sus atributos. La ciudad necesita información sobre cada edificio, no solo su forma.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Edificios 3D y seleccione Tabla de atributos.
Se abre la Tabla de atributos. Los primeros atributos provienen de la capa Huellas de edificios originales facilitada por el Mapa de cercanía.
- Desplácese hasta el final de la tabla de atributos.
Se agregaron varios campos al crear edificios LOD2. Contienen todos los datos que necesita la ciudad.
- BLDGHEIGHT (altura del edificio): la altura máxima del edificio.
- EAVEHEIGHT (altura del alero): la altura mínima del edificio. Los edificios que no tienen altura de alero son edificios con tejados planos.
- ROOFFORM (forma del tejado): la forma del tejado. La forma del tejado puede ser plana, a dos aguas o a varias aguas.
- BASEELEV (elevación base): la altura base del edificio, que suele ser igual a la elevación del suelo donde se encuentra el edificio.
- ROOFDIR (dirección del tejado): la dirección de la brújula (en grados) hacia la que está orientado el tejado. Solo las formas de tejados a dos aguas tienen valores para este campo.
- La RoofDirAdjust (Dirección del tejado ajustada) es el campo que permite ajustar la dirección del tejado. El valor predeterminado es 0. Un valor de 1 girará el tejado 90 grados en sentido antihorario, mientras que un valor de 2 lo girará 180 grados. Este campo se utiliza para editar manualmente las formas de los tejados que se extrajeron incorrectamente.
- Cierre la tabla de atributos.
- En el panel Tareas, haga clic en Finalizar.
Ha creado y simbolizado satisfactoriamente una representación 3D de los edificios en Pleasanton.
Fusionar edificios
Aunque tiene edificios 3D, técnicamente solo son una clase de entidad poligonal 2D con una simbología 3D. En la parte final de este tutorial, creará una clase de entidad 3D. Este proceso de conversión de datos 2D a 3D se conoce como fusión.
- En el panel Tareas, haga doble clic en Fusionar edificios.
Esta herramienta tomará los polígonos 2D con una simbología 3D y los convertirá en una clase de entidad multiparche que pueda almacenar los datos de edificios en 3D.
- Defina los siguientes parámetros:
- En Capa de edificios, elija Edificios 3D.
- En ObjectID único, elija BuildingFID.
- En Multiparche de edificio de salida, escriba PleasantonBuildings.
- Haga clic en Finalizar.
Se ejecuta la herramienta.
- En el panel Contenido, desactive la capa Edificios 3D.
La capa PleasontonBuildings aparece en el panel Contenido. Parece que no se ha producido ningún cambio en la escena, pero la nueva capa PleasantonBuildings es una capa multiparche en la geodatabase del proyecto.
- En el panel Catálogo, expanda Bases de datos. Expanda la geodatabase 3DBuildings.
Todos los datasets que ha creado están aquí.
Nota:
Si falta algún dataset en la geodatabase, haga clic con el botón derecho en la geodatabase 3DBuildings y elija Actualizar.
Observe los iconos situados junto a las clases de entidad BuildingsLOD2_roofform y PleasantonBuildings. El símbolo de BuildingsLOD2_roofform representa una clase de entidad poligonal 2D, mientras que el símbolo junto a PleasantonBuildings representa un multiparche 3D.
- Guarde el proyecto.
En este tutorial ha tomado un DSM, un DTM y huellas de edificios de Nearmap y las ha convertido en un modelo 3D para que la ciudad la use para sus fines de planificación y seguridad.
Encontrará más tutoriales en la galería de tutoriales.
