2D 画像を使用した 3D データの作成
画像の探索
ドローンのミッションが完了し、ヴェルトッセのオフィス ビル開発に関する一連の画像を受け取りました。 ドローンが撮影した画像は、圧縮されたファイル フォルダーにオンラインで格納されています。 フォルダーをダウンロードして、いくつかの画像を確認します。
- Drone_images zip ファイルをダウンロードします。
- コンピューター上で、ダウンロードしたファイルを選択します。
注意:
お使いの Web ブラウザーによっては、ファイルをダウンロードする場所を選択するよう求めるメッセージが表示される場合があります。 ほとんどのブラウザーでは、デフォルトでコンピューターのダウンロード フォルダーがダウンロード先の場所になります。
- そのファイルを右クリックして、簡単にアクセスできる場所に展開します (ドキュメント フォルダーなど)。
- 展開したフォルダーを開きます。
フォルダーには 36 の画像が格納されています。 処理に進む前に、いくつかの画像を調べてみましょう。
- 最初の画像である [DSC00153] をダブルクリックして、コンピューターのデフォルトの画像ビューアーで開きます。
この画像には、開発中のオフィス ビルが表示されています。 このビルの建設は完了しているように見えます。そのため、完成した構造物に極めて近い画像をビルの関係者に提示することができます。
- この画像を閉じます。 他のいくつかの画像を開いて、表示されている内容を確認します。
画像では、同一のビルが異なる角度で表示されています。 これらの画像は傾斜タイプです。
注意:
一般的に、ドローンは、直下方向 (Nadir) と斜め方向 (Oblique) の 2 種類の画像を撮ることができます。 どちらの種類の画像も、GIS マッピングに使用できますが、それぞれ異なるタイプのデータセットを生成します。 天底の画像を使用して、2D オルソ画像を作成できます。これは、領域を一定スケールで表示し、ゆがみが最小になる航空写真です。 オルソ画像は、つなぎ合わせてより大きなオルソモザイクにすることができ、画像ベースマップはこのオルソモザイクから作成されます。
さきほどダウンロードした画像のような斜体画像は、3D 点群の作成に使用できます。この点群では、サーフェスを 3D 空間に描画するために何千というポイントが使用されます。 次に、点群を使用して、3D メッシュを作成できます。3D メッシュは、ポイントを三角形に結んで、エリアを表す現実感のある 3D ダイアグラムを形成します。 最終的な結果として、ナビゲート可能な 3D シーンが得られます。
- 開いている画像を閉じます。
このセクションでは、ドローンによって作成された傾斜画像をダウンロードして探索しました。
プロジェクトの作成
次に、ArcGIS Drone2Map でプロジェクトを作成し、マップにドローンの画像を追加します。
- ArcGIS Drone2Map を開きます。
注意:
Drone2Map がない場合は、ソフトウェア アクセスのオプションをご参照ください。
- ライセンスされた ArcGIS アカウントを使用してサイン インします。
注意:
ArcGIS Pro へのアクセス権限または組織アカウントがない場合は、ソフトウェア アクセスのオプションをご参照ください。
アプリケーションが開きます。
- テンプレート ドロップダウン メニューで、[3D プロダクト テンプレート] をクリックします。 このテンプレートは、点群およびテクスチャ処理されたメッシュを生成します。 これは、このチュートリアルでナビゲーション可能なビルの 3D シーンを作成するために使用するテンプレートです。
- [プロジェクトの名前を入力] で、「Building Development Project」と入力します。
プロジェクト データを保存するコンピューター上の場所を選択することもできます。 デフォルトの出力場所を変更するには、[参照] ボタンをクリックします。 次に、画像をプロジェクトに追加します。 画像を個別に追加するか、フォルダーをアップロードして追加できます。
- [フォルダーの追加] をクリックします。
[画像フォルダーの参照] ウィンドウが開きます。
- 使用する画像を含む [Drone_Images] フォルダーを参照し、クリックして選択します。 [OK] をクリックして、フォルダー内の画像を画像のリストに追加します。
各画像に、[Lat [Y]]、[Long [X]]、および [Altitude [Z]] 属性が示されます。それぞれ、緯度、経度、高さに対応します。 これらの地理的属性は、マップ上での画像の位置を特定できるように、各画像の撮影時にドローンによって格納されたものです。
- [作成] をクリックします。
しばらくすると、プロジェクトが作成され、画像がマップに追加されます。各画像は青色のポイントで示されます。
ポイントがオレンジ色の線でつながれます。 これらのラインは、ドローンが画像を撮影するために通ったフライト パスを表します。 フライト パスと画像は、ドローンがビルの周囲の軌道を描いて移動したことを示しています。
組織の設定に応じて、ベースマップは異なる場合があります。 上の画像例に一致するようにベースマップを変更します。
- 必要に応じて、マップの上にあるリボンの [ホーム] タブの [レイヤー] グループで、[ベースマップ] をクリックして [衛星画像ハイブリッド] を選択します。
ドローン画像自体はマップ上に表示されません。 表示される画像は [衛星画像ハイブリッド] ベースマップから取得された画像であり、ドローン画像よりもはるかに低い解像度が低い画像です。
これらの画像がマップ上に適切に配置されていることを確認するために、周囲のエリアを拡大表示します。
- マウス ホイール ボタンを使用して、マップ上に [Etterschlag] ラベルと [Waldbrunn] ラベルが表示されるまで拡大します。
さらに縮小すると、マップ上の [Wörthsee] ラベルを確認できます。 Etterschlag と Waldbrunn はヴェルトッセという地方自治体内の地域です。 これらの画像は正しく配置されているように見えます。
- [コンテンツ] ウィンドウの [プロジェクト データ] で、[画像の中心] を右クリックして [レイヤーの全体表示] を選択します。
マップが、青色のポイントから成る円に元どおりズームします。
このセクションでは、Drone2Map でプロジェクトを作成し、マップにドローンの画像を追加しました。
3D プロダクトの生成
これで、プロジェクトの準備が整ったので、画像を処理して 3D メッシュと点群を作成します。 最初に、必要な処理パラメーターを指定します。
注意:
ドローン画像は部分的に重なるため、Drone2Map はいくつかの計算をバック エンドで実行して 3D 情報を抽出します。 このプロセスは、Structure from Motion 手法を使用します。
- リボンの [ホーム] タブの [処理] グループで [オプション] をクリックします。
[オプション] ウィンドウが表示されます。 [3D プロダクト]、[画像の調整]、[一般] という、プロジェクトに関連する 3 つのパラメーター タブを確認します。
注意:
指定するパラメーターとコンピューターのリソースによっては、処理時間がおよそ 5 分から 1 時間かかることがあります。 独自のデータを処理するときは、通常、高品質の処理を使用して、最終のデータ プロダクトを生成したいと考えます。 ただし、このチュートリアルの実施時間を短縮するために、処理時間を短縮するパラメーター値を指定します。
- [オプション] ウィンドウの [画像の調整] タブをクリックします。
キーポイントは、画像の処理中に生成されるポイントで、画像内の一意の場所を表します。 一般に、画像ごとに何千というキーポイントが生成されます。 別々の画像内の同じエリアを表すキーポイントは、タイポイントと呼ばれ、このキーポイントを照合することで、画像が重なり合っている場所を特定します。
- [タイ ポイント オプション] セクションで、[初期の画像の縮尺] が [1/4 (画像サイズの 4 分の 1)] に設定され、[調整の改善] がオフになっていることを確認します。
- [一般] タブをクリックします。 [ポイント クラウド密度] を [高] から [低] に変更します。
- [3D プロダクト] タブをクリックします。
最初に、点群出力用のファイル タイプを選択します。 LAS は、ArcGIS の点群用の標準ファイル タイプです。 これを選択します。
- [ポイント クラウドの作成] で、[LAS] がオンに、それ以外のオプションがオフに設定されていることを確認します。
次に、3D テクスチャ メッシュの出力ファイル タイプを選択します。 シーン レイヤー パッケージ ([SLPK]) ファイル形式は ArcGIS で開くことができ、また ArcGIS Online で共有できるため、目的に適した選択肢です。 次の形式 [OBJ] は、3D グラフィックス用に広く受け入れられているファイル形式であり、さまざまな種類のアプリケーションで開くことができます。 また、このファイル タイプは、シーン レイヤー パッケージの主要コンポーネントでもあるため、シーン レイヤー パッケージを作成するには、このオプションをオンのままにしておく必要があります。
- [OK] をクリックします。
パラメーターが適用されます。 これで、処理を開始する準備ができました。
- リボンの [処理] グループで、[開始] をクリックします。
処理が実行されます。 この処理の終了にはおよそ 5 分かかります。 アプリケーションの最下部にあるステータス バーには、処理が実行されている間の進行状況が記録され、処理が完了したときに通知が示されます。
このセクションでは、ドローン画像を処理して 3D プロダクトを作成しました。
3D プロダクトの探索
ここでは、少し時間を割いて、生成した 3D プロダクトを探索します。
- マップ ビューアーで [3D マップ] をクリックします。
[3D マップ] で、テクスチャ処理された [3D メッシュ] を確認できます。
- [3D マップ] に表示される [ポイント クラウド] を確認します。 LAS 出力形式が 3D 処理オプション内でオンになっている場合、出力 LAS ファイルはデフォルトでマップ上に表示されません。 これらのファイルは、<プロジェクト名>\Products\3D\PointCloud\LAS パスにあるプロジェクト フォルダーに保存されます。
- 対象のビルを見やすくするために、マウス ホイール ボタンを使用して拡大します。
- マップ上の [マップ操作] ツールで、[フル コントロールの表示] をクリックして、ツールを展開します。
- メッシュを調べます。 [マップ操作] ツールの内側のリングを使用して、傾斜や回転を行います。 マウスでドラッグして、画面移動します。
この 3D メッシュには、元のドローンの画像で表示されていたように、ビルの正確な表現が示されています。 もっと近くまでズームすると、テクスチャの粗さが目立つようになりますが、精度を向上させる処理パラメーターを使用すると、これらのテクスチャが滑らかになると考えられます。 関係者にとって、このメッシュは、一連の画像とは対照的に 3D 設定ではビルがどのような外観になるかについてのより適切な判断材料になります。
次に、3D ビューで [ポイント クラウド] を調査します。
- [コンテンツ] ウィンドウの [3D プロダクト] で、[3D メッシュ] をオフにし、[点群] をオンにします。
[3D マップ] タブで、3D メッシュが点群に置き換えられます。
- マウスまたは [マップ操作] ツールを使用して、点群内を移動して調査します。
- 点群の個々のポイントが表示されるまで拡大します。
- いくつかのポイントをクリックして、ポップアップ ウィンドウにそのポイントに関する情報 (標高や座標など) を表示します。
- ポップアップを閉じます。
点群形式は、ビルの利害関係者へのデモとして直接役立つわけではありません。 ただし、ArcGIS Pro などの GIS アプリケーションで、無数の分析の出発点となります。
次に、コンピューター上の 3D プロダクトを特定します。
- コンピューターのファイル ブラウザーを開き、[Building Development Project] フォルダーを参照します。
注意:
このフォルダーは、プロジェクトを作成したときに作成されました。 デフォルトでは、このフォルダーは [ドキュメント] フォルダー内の [Drone2Map] と [Projects] の下に置かれています。
- [Building Development Project] の [Products] フォルダーを開いてから、[3D] フォルダーを開きます。
[3D] フォルダーには、「Building Development Project」で作成したすべての 3D プロダクトが格納されています。 [Mesh] は [SLPK] と [OBJ] プロダクトを含み、[PointCloud] は LAS ポイント クラウド ファイルを含みます。
- コンピューターのファイル ブラウザーを閉じて、Drone2Map に戻ります。
- [クイック アクセス ツールバー] の [保存] をクリックして、プロジェクトを保存します。
このセクションでは、2D と 3D で生成し視覚化した 3D プロダクトを調査しました。
オンラインでの 3D シーン レイヤーの共有
ここで、Drone2Map のシーン レイヤー パッケージを ArcGIS Online に公開します。 これにより、そのデータをビルの利害関係者と簡単に共有できます。
- リボンの [共有] タブの [共有] グループで [シーン レイヤー] をクリックします。
[シーン レイヤーの共有] ウィンドウでは、どのデータ プロダクトを共有するかを選択でき、メタデータと共有プロパティを変更できます。
- [シーン レイヤーの共有] ウィンドウで、次のパラメーターを入力します。
- [レイヤー] で [3D メッシュ] をオンにします。
- [タイトル] に「Building Development Project」と入力し、名前が組織内で一意になるように、自分の名前またはイニシャルをデフォルト名の末尾に付加します。
- [フォルダー] で、ArcGIS Online アカウント内でシーン レイヤーの保存先にするフォルダーを選択できます (デフォルトは [マイ コンテンツ])。
- [説明] に、「The newly constructed Worthsee office building」と入力します。
- [タグ] で、「Bavaria, Germany, office building」をタグのリストに追加して、Enter キーを押します。
- [グループ] で、シーン レイヤーをすべてのユーザーと共有するか、組織のメンバーと共有するか、特定のグループのメンバーと共有するかを選択します。
- [共有] をクリックします。
シーン レイヤー パッケージおよび対応するシーン レイヤーが、自分の ArcGIS Online アカウントに公開されます。 しばらくすると、公開が完了したことを確認するメッセージが表示されます。
- [完了しました] をクリックします。
- Ctrl + S を押して、プロジェクトを保存します。
これで、公開した 3D シーンが ArcGIS Online に表示されます。
- ArcGIS Online に移動し、サイン インします。 上部のバーで、[コンテンツ] をクリックします。
- [Building Development Project Mesh] シーン レイヤーを参照し、クリックしてそのシーンの情報ページを開きます。
- [Scene Viewer で開く] をクリックします。
3D シーンが表示され、それに含まれるレイヤーが表示されます。 3D シーン レイヤーを調査します。
- ナビゲーション ツールを使用して、[画面移動] と [回転] を切り替えます。 または、クリック、右クリック、ドラッグ、マウス ホイール ボタンを使用して、画面移動、ズーム、傾斜、回転を行います。
Web シーンでは、3D でビルの詳細の拡大して確認することができます。 これで、ビルの利害関係者と共有できるようになりました。
次の手順として、レイヤーと情報をシーンにさらに追加したり、組み込みスライドを作成してシーンの興味深い側面を強調したりすることができます。 これらの機能を探索するには、「Scene Viewer の開始」のチュートリアルをご参照ください。
このチュートリアルでは、ドローン画像から 3D データ プロダクトを生成しました。 その後、シーン レイヤーを ArcGIS Online に公開して、関係者と共有しました。 今後の解析のために、ArcGIS Pro または他のアプリケーションで開くことができる LAS ポイント クラウド データセットもあります。
同様のチュートリアルについては、「画像およびリモート センシングの概要」ページをご参照ください。
