Импорт наземных опорных точек и добавление связей с изображением
Для начала вы скачаете и откроете существующий проект Drone2Map, а затем познакомитесь с его содержимым. Затем вы импортируете наземные опорные точки (GCP) и контрольные точки (CP), используя два метода. Вы добавите связи с изображением к одной из точек.
Настройка проекта
Сначала вы скачаете снимки Ранчо-дель-Мар и откроете его в ArcGIS Drone2Map. Вы посмотрите доступные снимки.
Примечание:
На скачивание данных потребуется несколько минут, поскольку объем данных для этого учебного пособия составляет 1,95 ГБ.
- Скачайте RanchoDelMar.zip.
- Найдите и скачайте файл, а затем распакуйте его на диск C, путь к папке должен быть C:\RanchoDelMar.
Внимание:
Некоторые пути к данным могут повредиться, если вы распакуете файл в другое местоположение, отличное от диска C.
- Откройте распакованную папку RanchoDelMar. Дважды щелкните RanchoDelMar.d2mx, чтобы открыть проект в ArcGIS Drone2Map. Если будет предложено, войдите под учетной записью ArcGIS.
Примечание:
Если у вас нет учетной записи организации, см. варианты доступа к программному обеспечению.
Проект откроется в ArcGIS Drone2Map. На панели Содержание представлены три слоя: Image Centers, Flight Lines и Control. Слой Control в данный момент пуст. Позднее вы импортируете GCP в этот слой.
- На карте щелкните одну из синих точек Image Centers.
Появится окно Image Viewer, показывающее изображение в высоком разрешении для этой области.
В этом проекте 174 снимка.
- Закройте Вьюер изображений.
- Щелкните правой кнопкой мыши в любом месте карты и выберите Очистить.
Далее вы изучите, где хранятся данные для этого проекта.
- Под панелью Управление щелкните вкладку Каталог.
- На панели Каталог на вкладке Проект разверните Папки и затем разверните RanchoDelMar.
ArcGIS Drone2Map организовывает компоненты проекта по разным подпапкам.
- Разверните RanchoDelMar.gdb.
База геоданных проекта содержит три класса объектов, которые представлены на панели Содержание. Любые новые данные, которые вы импортируете в проект, также будут храниться здесь.
- Разверните папку Images.
Здесь хранятся изображения, на которые ссылается слой Image Centers.
ArcGIS Drone2Map использует геопривязанные изображения и создает точки привязки между соседними снимками, чтобы можно было слить их вместе для создания продукта изображений. Снимки в этом проекте пока еще не слиты вместе.
Хотя данные GPS с дронов достаточно точны для большинства общих аналитических операций и создания продуктов, для этого проекта вы должны быть уверены, что у вас максимально возможная точность. Чтобы обеспечить эту точность, вы встроите наземные опорные точки при объединении изображений в коллекцию изображений.
Примечание:
Некоторые БПЛА используют кинематическую коррекцию в реальном времени (RTK) для применения высокоточной коррекции к информации GPS на лету. Даже в таких случаях имеет смысл собрать опорные точки, которые будут использоваться в качестве контрольных точек, помогающих проверить точность вашего дрона.
Импорт наземных опорных точек из файла .csv
Наземные опорные точки (GCP) — это точки с высокой точностью, полученные на земле до или после полета, которые используются для корректировки выходных продуктов, создаваемых в ArcGIS Drone2Map. Эти точки обычно помечаются на земле, поэтому они видны на снимках и могут использоваться для создания геолокационных связей между изображениями. Рекомендуется использовать от 5 до 10 GCP, равномерно распределенных по площади снимка.
Вы импортируете наземные опорные точки из файла .csv.
- На ленте щелкните вкладку На главную. В группе Опорные точки щелкните нижнюю часть кнопки Опорные точки и затем Импорт опорных точек.
- В окне Импорт опорных точек, перейдите к папке RanchoDelMar. Выберите Rancho_Del_Mar_GCP_EPSG32611.csv и щелкните OK.
Окно Импорт опорных точек обновляется. В разделе Система координат опорных точек параметр системы координат Текущие XY был автоматически определен как WGS 1984 UTM Zone 11N и вертикальная система координат Текущая Z была автоматически определена как EGM96 Geoid. Данные в файле .csv определяются с использованием тех же систем координат.
- Оставьте раздел Фотографии опорных точек пустым.
Для этой GCP нет фотографий.
- В разделе Информации поля опорных точек убедитесь, что поля местоположения сопоставлены с корректными полями из файла .csv:
- Lat [Y]—задать как Широта.
- Lon [X]—задать как Долгота.
- Elevation [Z]—задать как Высота.
- Label—задать как Надпись.
- Для Горизонтальная точность. Выберите H_Accuracy. Для Вертикальная точность выберите V_Accuracy.
- Щелкните OK, чтобы импортировать GCP.
На панели Содержание слой Control временно пропадет и появится заново, когда импорт будет завершен. На карте появится символ зеленого перекрестия.
На панели Менеджер опорных точек появится новая GCP в качестве первой строки в таблице. В строке таблицы будет оранжевый предупреждающий символ, указывающий на то, что GCP еще не связан ни с одним изображением.
Далее вы создадите связи между GCP и изображением, которое ее перекрывает.
Добавление связей снимков
В ArcGIS Drone2Map вы можете связывать наземные опорные точки вручную или автоматически. Однако при выборе автоматической привязки вам все равно придется создать несколько связей вручную, чтобы программа дальше смогла определить, где могут находиться другие связи. Если у вас небольшой набор GCP, рекомендуется вручную связать все изображения, чтобы гарантировать максимальную точность. Вы вручную добавите связи для GCP из файла .csv.
- На панели Содержание отключите слои Image Centers и Flight Lines.
- На панели Менеджер опорных точек щелкните строку GCP 5, чтобы выбрать ее.
- Щелкните кнопку Показать редактор связей снимков.
Появится окно Связи изображения. Слева перечислены все изображения проекта. Первыми идут те, которые ближе к GCP.
- В списке щелкните на первом изображении, чтобы убедиться, что оно отображается во вьюере.
- Во вьюере приблизьтесь к красной метке X, расположенной на пешеходной дорожке рядом с центром изображения.
- Увеличьте масштаб и щелкните центр X, чтобы разместить там желтый маркер связи изображения.
В списке рядом с первым изображением появится зеленая галочка, которая говорит о том, что связь создана.
- Щелкните на следующем изображении в списке.
Следующее изображение появится во вьюере. Его ориентация отличается от последнего изображения, но на пешеходной дорожке видна та же самая красная метка.
- Приблизьтесь к красному кресту и щелкните в его центре, чтобы добавить другую связь изображения.
- Добавьте связи изображения для следующих трех снимков, каждый раз выравнивая их по центру красного крестика.
Примечание:
Дополнительно вы можете пройти по всему списку изображений, чтобы найти дополнительные изображения, на которых есть красный крестик, и добавить связи изображения к каждому из них. Изображения, на которых красная метка скорее всего есть, будут располагаться в верхней части списка.
- Нажмите OK.
На панели Менеджер опорных точек значок предупреждения рядом с GCP 5 заменяется зеленой галочкой, указывающей, что GCP теперь имеет достаточное количество связей изображения.
- Щелкните правой кнопкой мыши в любом месте на карте и затем Очистить, чтобы снять выборку GCP 5.
Импорт наземных опорных точек и точек проверки
Далее вы импортируете еще восемь GCP. Связи изображения уже были созданы для этих GCP в другом проекте Drone2Map, так что вместо импорта файла .csv вы импортируете файл .zip, который был экспортирован из предыдущего проекта.
Примечание:
Вы воспользуетесь этим способом, чтобы сэкономить время в этом учебном пособии. Как правило, этот метод используется только в том случае, если ваши полеты проходят над одним и тем же местом и они используют маркеры GCP, которые являются статическими объектами. Если вы используете временно размещенные цели, то их расположение будет очень сложно точно сопоставить при размещении для дополнительных полетов.
- В верхней части панели Менеджер опорных точек щелкните кнопку Импорт опорных точек.
- В окне Импорт опорных точек, перейдите к папке RanchoDelMar.
- Щелкните GCP.zip.
- Нажмите OK.
В окне Импорт опорных точек таблица Наземных опорных точек заполнится восемью строками.
- В таблице щелкните строку со значением Надписи, равным 1.
Список Связи изображений рядом с таблицей обновится, в нем появятся шесть изображений, связанных с GCP.
- Щелкните на каждой строке в таблице, чтобы посмотреть, сколько связей изображений будет импортировано с каждой точкой.
- Щелкните OK, чтобы импортировать наземные опорные точки.
На панели Менеджер опорных точек в таблице появятся новые точки. Все они будут помечены зелеными галочками.
В столбце Type будет показано, что пять из них являются GCP, а четыре - проверочными точками CP. Точки GCP и CP собираются сходным образом, но используются в разных целях. GCP используются для обработки продуктов изображений и повышают точность, при этом CP не включаются в обработку. Вместо этого они используются для независимой оценки точности модели после обработки.
В этом модуле вы открыли существующий проект Drone2Map, добавили GCP и связали с ним изображения. Затем вы импортировали дополнительные GCP.
Уравнивание изображения и оценка точности
Далее вы обработаете 174 изображения в проекте, чтобы создать коллекцию изображений. При обработке изображения будут сшиты вместе с использованием фототриангуляции и пакетного блочного уравнивания. После обработки вы просмотрите результаты уравнивания и оцените точность наземных опорных точек. Вы перенесете несколько связей изображения и заново запустите уравнивание, чтобы повысить общую точность.
Запуск блочного уравнивания
Затем вы выполните обработку изображений, чтобы создать коллекцию изображений.
- Под панелью Менеджер опорных точек щелкните вкладку Управление, чтобы переключиться на панель Управление.
- В разделе 2D-продукты убедитесь, что отмечен только элемент Коллекция изображений.
Позже вы планируете создать Истинное орто и цифровую модель местности, но сейчас вы создадите только коллекцию изображений, чтобы сэкономить время при оценке точности наземных опорных точек. Когда значения точности станут удовлетворительными, вы можете приступить к созданию выходных продуктов.
- На ленте щелкните вкладку На главную. В группе Обработка щёлкните Пуск.
- Также в группе Обработка щелкните Журнал.
Появится вид Журнала обработки, где будет показан статус шагов обработки.
Обработка займет достаточно длительное время, так что вам следует переключиться на другую задачу и вернуться к этому учебному пособию позднее.
Оценка точности
После завершения процесса уравнивания вы проверите точность опорных точек и их отдельных связей изображения. Вы оцените значения точности для каждой GCP (dX и dY), а также ошибки перепроецирования для связей изображения. Чем ближе значение к нулю, тем точнее уравнивание.
- Посмотрите вид Журнала обработки, чтобы убедиться, что процесс уравнивания завершен.
Когда обработка будет выполнена, последним сообщением в журнале будет Обработка выполнена успешно. Строка состояния в нижней части панели Управлять будет заполнена на 100 процентов.
Сначала вы посмотрите на панель Каталог, чтобы посмотреть результаты процесса уравнивания.
- На ленте на вкладке Главная в группе Слои щелкните Каталог.
- Если необходимо, на панели Каталог разверните Папки. Разверните папки RanchoDelMar и RanchoDelMar.gdb.
В базе геоданных появятся четыре новых элемента: новая коллекция изображений и связанные с ней данные.
Теперь вы посмотрите значения точности для каждой GCP.
- На ленте во вкладке Главная в группе Опорные точки щелкните Менеджер опорных точек, чтобы заново открыть панель Менеджер опорных точек.
- Перетащите боковую часть панели, чтобы сделать ее шире, пока вы не сможете прочитать все столбцы в таблице.
Столбцы dX, dY и dZ будут заполнены. Это измерения точности каждой опорной точки после уравнивания. Значение, близкое к нулю, означает, что точка должна была сместиться очень незначительно и сохранит большую часть своей первоначальной точности.
Примечание:
Значения в вашей таблице будут немного отличаться от показанных на изображении выше, в зависимости от того, как вы разместили связи изображения.
- Просмотр значений d в таблице.
У GCP 4 большие значения точности, чем у других опорных точек.
Эти значения связаны с размещением связей изображения. Если одна или несколько связей изображения размещены некорректно, вы увидите значительные отклонения этих значений. Скорее всего, связь изображения для GCP 4 была размещена некорректно. Вы посмотрите на связи изображения, чтобы исправить эту ошибку.
- На панели Менеджер опорных точек щелкните кнопку Показать редактор связей изображения.
- В окне Связи изображения для Опорная точка выберите 4.
Изначально связи изображения были отсортированы по расстоянию. Теперь они отсортированы по Перепроецированию.
Ошибки перепроецирования вычисляются для каждой связи изображения. Это значение представляет расстояние между исходной точкой и уравненной точкой в пикселах. Все связи изображения немного сместятся, но ошибка перепроецирования больше 1 считается высокой. Изображения с более высокими ошибками перепроецирования будут идти в списке первыми.
- В списке изображений щелкните первое, чтобы убедиться, что оно отображается во вьюере.
Над вьюером будет показано значениеОшибки перепроецирования для выбранной связи изображения.
На изображении выше значение составляет 3,087. Значения Ошибки перепроецирования будут немного отличаться в вашем проекте.
- Во вьюере приблизьтесь к связи изображения.
Желтый маркер связи изображения сдвинут относительно центра красной метки.
- Во вьюере щелкните в центре красного крестика, чтобы переместить связь изображения.
Ошибка перепроецирования над вьюером пропадет.
- Щелкните следующее изображение в списке.
Его Ошибка перепроецирования также больше 1.
- Переместите связь для второго изображения.
В списке изображений пять из них помечены зелеными галочками, указывающими на то, что они имеют связи изображения. Большинство ошибок перепроецирования для этих связей изображения близки к 1, так что вы переместите их все.
- Щелкните на каждом из связанных изображений по очереди и переместите их связи изображения.
- Щелкните OK, чтобы закрыть окно Связи изображения.
Просмотр связей изображения с высокими ошибками перепроецирования помогает обеспечить контроль качества для получения наилучших продуктов. Каждый раз, когда вы включаете опорные точки в свой проект, рекомендуется просматривать связи изображения после уравнивания.
Затем вы заново запустите процесс блочного уравнивания с помощью измененных связей изображения. Это займет меньше времени, чем первоначальный процесс, при этом значения точности обновятся.
Повторная обработка и оценка
Вы обработаете изображения снова, чтобы посмотреть, помогли ли изменения связей изображения для GCP 4 повысить точность. Обычно процесс корректировки выполняется несколько раз, прежде чем вы получите подходящие значения точности.
- На ленте на вкладке Главная в группе Обработка щелкните Начать.
- Если вид Журнал обработки в настоящий момент закрыт, нажмите Журнал.
- Когда обработка будет завершена, закройте Журнал обработки и откройте панельМенеджер опорных точек.
- Посмотрите новые значения dX, dY и dZ.
Значения изменились. Все значения должны быть меньше 0,1. Если это не так, связи изображения для этой опорной точки могут быть слишком далеко от центра X.
Примечание:
Абсолютная точность каждой GCP изменилась. Эти значения записаны в полях горизонтальной (H_Accuracy) и вертикальной (V_Accuracy) точности, включенных в импорт GCP. Точность каждой уравненной GCP изменилась. Процесс, описанный в этом учебном пособии, предназначен для размещения каждого скорректированного местоположения GCP как можно ближе к исходному импортированному местоположению. Эти шаги не сделают исходные данные более точными, но повысят общую точность любых изображений, созданных на их основе.
- На ленте на вкладке Главная в группе Обработка щелкните Отчет.
Появится окно Отчет обработки.
- Пролистайте до раздела Детали геолокации.
Значение Ошибки проецирования для каждой GCP и CP меньше 1. Значения точности (dX, dY и dZ) меньше 0.1. Для ваших целей это приемлемые значения точности, так что теперь вы готовы создавать точные изображения.
Примечание:
Если вы по-прежнему видите высокие значения точности для какой-либо опорной точки, еще раз просмотрите и измените положение связей изображения. Также вы можете удалить GCP.
- Закройте окно Отчет обработки.
- Над панелью инструментов щелкните кнопку Сохранить.
Наличие хорошо уравненных и точных изображений при планировании действий в случае стихийных бедствий является ключом к распределению надлежащего количества ресурсов или прогнозированию потенциальных проблемных областей. Поскольку вы максимально хорошо подогнали изображение к своим опорным точкам, теперь его можно превратить в модели рельефа для оценки риска оползня или ортомозаики для проверки области на наличие потенциальных опасностей или небезопасных сооружений.
В этом учебном пособии вы импортировали опорные точки, добавили связи изображения, обработали изображения, оценили точность опорных точек и изменили связи изображения. Этот процесс позволил создать продукты изображений с высокой точностью. При желании вы можете продолжить эксперименты с методами, которые вы изучили в этом учебном пособии, на предоставленном наборе данных и протестировать продукты поколения 2D или 3D.
Вы можете найти больше учебных пособий в галерее учебных пособий.
