Настройка проекта и снимков
Для начала вы узнаете больше о ЦММ и истинных орто. Затем вы скачаете и изучите данные, создадите проект ArcGIS Pro, настроите параметры среды, создадите рабочую область Reality Mapping и резервную копию этой рабочей области.
Примечание:
Для работы с ArcGIS Reality for ArcGIS Pro необходимо установить и лицензировать следующее программное обеспечение в указанном ниже порядке:
- ArcGIS Pro Standard или Advanced, версия 3.1 или новее
- ArcGIS Reality Studio
- Дополнительный модуль ArcGIS Reality for ArcGIS Pro
- ArcGIS Coordinate System Data
В этом руководстве предполагается, что эти шаги уже были выполнены. Пошаговые инструкции смотрите на странице Установка ArcGIS Reality for ArcGIS Pro.
Подробнее о ЦММ и истинных орто
Сначала вы узнаете больше о ЦММ и истинных орто.
Цифровая модель местности (ЦММ) – это цифровой набор данных высот Земли, включая высоту объектов на поверхности, таких как деревья и здания.
Истинное орто - это ортотрансформированное изображение, скорректированное с помощью ЦММ, для устранения перспективных искажений. В результате устраняются смещения, вызванные рельефом или высокими конструкциями. Например, больше нет зданий, наклоняющихся вбок и заслоняющих наземные объекты. Настоящее орто может быть использовано для определения контуров здания и других объектов с высокой точностью.
2D-продукты, такие как ЦММ и истинные орто, могут быть созданы на основе цифровых аэрофотоснимков и данных с сенсоров беспилотных летательных аппаратов. Рекомендуется использовать надирные изображения: это изображения, полученные при оптической оси камеры, перпендикулярной поверхности Земли (вертикально). Они обеспечивают хорошее отображение верхней части объектов, присутствующих в ландшафте, таких как крыши зданий.
Необходимо, чтобы изображения накладывались друг на друга, с минимум 60% перекрытия в пределах полосы изображений и 30% перекрытия между полосами изображений. Оптимальные результаты достигаются при 80-процентном перекрытии в пределах полос и между ними.
Более подробно об этих темах можно узнать на странице документации Reality mapping в ArcGIS Pro.
Загрузка и изучение данных
Вы скачаете данные, необходимые для этого руководства, и просмотрите их.
- Загрузите файл SanFrancisco_Data.zip и найдите загруженный файл на своем компьютере.
Примечание:
Размер этого файла около 3 Гб, поэтому его загрузка может занять некоторое время.
Большинство веб-браузеров по умолчанию скачивают все в папку Загрузки.
- Щелкните правой кнопкой файл SanFrancisco_Data.zip и разархивируйте его в местоположение C:\Sample_Data.
Внимание:
Путь к данным должен быть в точности таким: C:\Sample_Data\SanFrancisco_Data. Если вы сохраните данные в другом местоположении на вашем компьютере, необходимо будет обновить путь к каждой записи в файле SanFrancisco_Frames_Table.csv, который будет использоваться позже в рабочем процессе.
- Откройте извлеченную папку SanFrancisco_Data и изучите ее содержимое.
Она содержит шесть вложенных папок: AOI, DEM, Frames, Images, Output, and PP_GCPs.
- Откройте папку Images и дважды щелкните Тип, чтобы отсортировать файлы по типу.
Эта папка содержит все аэрофотоснимки, которые необходимо обработать, в виде 27 файлов TIFF.
- Найдите изображение 12013-lvl02-color_rgb.tif.
- Дважды щёлкните его, чтобы открыть его в программе просмотра изображений, установленной по умолчанию.
Все изображения в этой папке надирные, как рекомендуется для создания 2D-продуктов.
Примечание:
Эти изображения были предоставлены в рамках Программы данных Vexcel. Она состоит из высококачественных цифровых аэрофотоснимков, охватывающих часть Сан-Франциско, снятых сенсором UltraCam компании Vexcel в 2022 году. Изображения имеют высокое разрешение - около 7 сантиметров на пиксель.
- Закройте окно, показывающее изображение.
- Перейдите к SanFrancisco_Data и откройте папку Frames.
Файлы .csv в этой папке содержат информацию о положении снимков в пространстве и камере, при помощи которой они были получены.
- Дважды щелкните файл SanFrancisco_Frames_Table.csv, чтобы открыть его в программе просмотра CSV по умолчанию.
Файл содержит информацию о снимках, которые будут обрабатываться, в табличном формате. Каждая строка описывает один снимок, включая путь к изображению на диске (столбец B), object ID (столбец A), координаты центра изображения (столбцы C, D, и E) и систему пространственной привязки, связанную с этими координатами (столбец F). Столбцы G, H и I указывают углы поворота, а столбец J указывает номер ID камеры, при помощи которой получено изображение.
- Закройте файл SanFrancisco_Frames_Table.csv. Откройте SanFrancisco_Cameras_Table.csv.
Эта таблица содержит нижеследующую информацию, специфичную для камеры, при помощи которой были получены изображения:
- Camera ID - Имя или номер ID камеры, используемой для съемки изображений.
- Camera Maker - Имя производителя камеры (Vexcel)
- Focal Length - Расстояние между линзами камеры и фокальной плоскостью (в микронах).
- Principal X и Principal Y - x и y координаты главной точки автоколлимации (в микронах)
- Pixel Size - Размер пикселя камеры (в микронах)
- Закройте файл SanFrancisco_Cameras_Table.csv.
- Вернитесь к SanFrancisco_Data.
Оставшиеся папки содержат следующую информацию:
- В папке AOI находится класс объектов, предоставляющий границы области интереса для рабочего процесса.
- Растр цифровой модели рельефа из папки DEM обеспечивает высотную информацию для области, где были получены снимки Эта информация будет использована для определения высоты полета для каждого изображения.
- Папка Output содержит итоговые выходные данные этого руководства. Дополнительно можно использовать их позднее в рабочем процессе.
- Папка PP_GCPs содержит текстовый файл, содержащий наземные опорные точки, которые будут использоваться в проекте.
Создание проекта и подключение к данным
Вы скачали и изучили данные, и теперь создадите проект ArcGIS Pro и подключите его к данным.
- Запустите ArcGIS Pro. Если будет предложено, войдите под лицензированной учетной записью организации ArcGIS.
Примечание:
Если у вас нет доступа к ArcGIS Pro или учетной записи организации ArcGIS, см. варианты доступа к программному обеспечению.
- На начальном экране ArcGIS Pro в Новый проект щелкните Карта.
- В окне Новый проект для Имя введите SanFrancisco_2D_products.
- Примите Местоположение по умолчанию или нажмите кнопку Обзор, чтобы указать местоположение на диске по вашему выбору.
Примечание:
Убедитесь, что в этом местоположении имеется не менее 20 ГБ свободного места.
- Нажмите OK.
Откроется проект и отобразится карта по умолчанию.
Далее вы подключите проект к загруженным вами данным.
- Щелкните вкладку Вид на ленте. В группе Окна щелкните Панель Каталог.
Появится панель Каталог. Эта панель содержит все папки, файлы и данные, связанные с проектом. Вы будете использовать эту панель для установки подключения к папке SanFrancisco_Data.
- На панели Каталог щелкните стрелку рядом с элементом Папки, чтобы раскрыть его и просмотреть его содержимое.
Папка по умолчанию, связанная с проектом, называется SanFrancisco_2D_products, она создалась, когда вы создали проект. Теперь эта папка содержит пустую базу геоданных и наборы инструментов, но это не данные.
- Щелкните правой кнопкой мыши на Папки и выберите Добавить подключение к папке.
- В окне Добавить подключение к папке щёлкните Компьютер и перейдите к C:\Sample_Data. Выберите папку SanFrancisco_Data и щелкните OK.
На панели Каталог, в разделе Папки, теперь указана папка SanFrancisco_Data.
- Разверните папку SanFrancisco_Data и убедитесь, что в ней содержатся изображения и другие данные, которые вы видели ранее.
Теперь у вас есть доступ к аэрофотоснимкам и другим данным, необходимым для рабочего процесса внутри вашего проекта ArcGIS Pro.
Настройка параметров среды
Далее вы выберете определенные значения параметров среды, которые система будет учитывать при запуске инструментов Reality mapping.
- На ленте щелкните вкладку Анализ и в группе Геообработка нажмите Параметры среды.
- В разделе Параллельная обработка укажите Коэффициент параллельной обработки, равным 90%.
Подсказка:
Проверьте, что включили знак % в 90%.
Коэффициент параллельной обработки задает процент ядер компьютера, который будет использоваться для поддержки обработки. Например, на 4-ядерной машине настройка 50 процентов означает, что операция будет разбита на 2 процесса (50% * 4 = 2). В данном рабочем процессе вы выбираете 90 процентов.
- Прокрутите вниз до Хранения растра.
- В Статистике растра для Коэффициента пропуска по X и Коэффициента пропуска по Y введите 10.
Статистику для изображений вычислять необходимо, чтобы включить определенные задачи, например, применение растяжки контраста. Для повышения эффективности статистика может быть сгенерирована для выборки пикселов, а не для каждого пиксела. Коэффициент пропуска определяет размер выборки. 10 в X и 10 в Y означает, что для создания статистики будет использоваться каждый одиннадцатый пиксель в строке и столбце изображения.
- Для Размера листа для Ширины и Высоты введите 512.
Для повышения эффективности изображения часто доступны в форме небольших квадратных фрагментов, называемые листами. Этот параметр задает размер листа, вы выберете 512 на 512 пикселов.
- Метод пересчета укажите как Билинейный.
Пересчет - это процесс, используемый для изменения размера ячейки или ориентации растра. Среди различных методов пересчета Билинейный рекомендуется использовать при работе с данными снимков.
- Примите все остальные значения по умолчанию и щелкните OK.
Теперь установлены значения параметров среды.
Создание рабочей области
Далее вы создадите рабочую область Reality mapping для получения всех ваших данных и управления ими, включая аэроснимки и таблицы камер и кадров.
- На ленте во вкладке Изображение в группе Reality Mapping щелкните кнопку Новая рабочая область.
Появится панель мастера Новая рабочая область Reality Mapping, показывающая страницу Настройка рабочей области.
- Установите следующие значения параметров:
- Для Имя введите SanFrancisco_Workspace.
- Тип рабочей области: проверьте, что выбрано Reality Mapping.
- Тип данных сенсора: Аэро - Цифровые.
- Для Тип сценария убедитесь, что выбрано Надир.
- Для Прямое перекрытие введите 80.
- Для Боковое перекрытие введите 70.
- Примите все остальное по умолчанию.
Примечание:
Для Тип сценария вы выбираете Надир, поскольку, следуя рекомендациям по созданию 2D-продукта, в качестве входных данных вы используете только надирные изображения.
Процент перекрытия обычно предоставляется поставщиком услуг аэрофотосъемки. Проценты также можно оценить, просмотрев пару перекрывающихся изображений в окне карты.
- Щелкните Далее.
Страница Коллекция изображений отображает, где вы введете параметры, связанные с сенсором, используемым при получении снимков.
- На странице Коллекция изображений, для Тип сенсора убедитесь, что выбрано Универсальная кадровая камера.
Далее вы предоставите файл таблицы кадров.
- В разделе Источник данных 1 для Файл внешней ориентации / Таблица кадров Esri нажмите кнопку Таблица кадров.
- В окне Таблица кадров, перейдите к Папки > SanFrancisco_Data > Frames. Выберите SanFrancisco_Frames_Table.csv и щелкните OK.
Страница Коллекция изображений обновится с информацией, предоставленной файлом таблицы кадров, такой как пространственная привязка, связанная с координатами центра изображения, и камера, с помощью которой были получены данные. Теперь необходимо импортировать информацию о камере, предоставленную в файле таблицы камер.
- Нажмите кнопку Импорт рядом с Камеры.
- В окне Таблица камер перейдите к Папки > SanFrancisco_Data > Frames. Выберите SanFrancisco _Cameras_Table.csv и щелкните OK.
Зеленая отметка рядом с ID камеры указывает, что информация о камере была успешно импортирована.
- Примите все остальное по умолчанию и щелкните Далее.
Вы укажете на цифровую модель рельефа (ЦМР), необходимую при создании рабочей области.
- На странице Опции загрузчика данных под ЦМР щелкните кнопку Выбрать ЦМР.
- В окне Входной набор данных перейдите к Папки > SanFrancisco_Data > DEM. Щелкните CONUS_NED10m.tif и щелкните OK.
Эта ЦМР будет использоваться для определения высоты полета на момент получения аэрофотоснимков. Это поможет определить правильные границы контура изображения и другие процессы, необходимые для настройки рабочей области.
- Примите все остальные настройки по умолчанию в окне мастера и нажмите Готово.
Рабочая область будет создана через несколько секунд. На панели Журналы: SanFrancisco_Workspace в последней строке указано, что процесс успешно завершен.
Также создана новая карта SanFrancisco_Workspace.
На панели Содержание перечислены различные компоненты рабочей области, которые были добавлены на карту. Сюда входит Коллекция изображений, новый набор данных мозаики, содержащий все 27 аэрофотоснимков.
Набор данных Коллекция изображений в основном представлен слоем Контур (зеленые контуры) и слоем Изображение, содержащим собственно снимки. Два слоя отображены на карте.
Подсказка:
Если вы не видите снимки, увеличьте масштаб карты.
По умолчанию, отображаются только первые 20 снимков из набора данных Коллекция изображений. Это число можно изменить, но увеличение количества может повлиять на производительность.
Если вы хотите изменить номер по умолчанию, на панели Каталог перейдите к Папки > SanFrancisco_2D_products > RealityMapping > SanFrancisco_Workspace.ermw > Изображения > SanFrancisco_Workspace.gdb. Щелкните правой кнопкой SanFrancisco_Workspace_Collection и выберите Свойства. Перейдите на закладку По умолчанию. Для Максимальное количество растров для мозаики введите количество изображений для отображения.
Наконец, на ленту добавлена вкладка Reality Mapping.
- На ленте убедитесь, что выбрана вкладка Reality Mapping.
Вкладка содержит серию инструментов, поддерживающих уравнивание снимков и получение 2D и 3D продуктов. В настоящее время инструменты в группе Продукт недоступны (выделены серым цветом), поскольку ваши входные изображения еще не уравнены.
- На панели инструментов быстрого доступа, щелкните кнопку Сохранить проект, чтобы сохранить проект.
Теперь у вас есть рабочая область Reality mapping , где вы будете выполнять остальную часть этого рабочего процесса.
Сделайте резервную копию рабочей области
Прежде чем приступить к обработке изображений, вы создадите резервную копию рабочей области на случай, если возникнет необходимость вернуться к предыдущему состоянию проекта.
- На панели Каталог найдите контейнер Reality Mapping.
Этот контейнер был добавлен во время создания рабочей области.
- Разверните следующие папки: Reality Mapping, SanFrancisco_Workspace, Imagery, and Products.
SanFrancisco_Workspace была размещена в контейнере Reality Mapping. Она содержит папку Imagery и папку Products. В папке Imagery находится слой коллекции изображений рабочей области, а в папке Products - две подпапки: DEMs и Orthos.
- DEMs будет использоваться для хранения созданного продукта ЦММ.
- Orthos будет использоваться для хранения созданного продукта истинного орто.
- Сверните SanFrancisco_Workspace.
Вы создадите резервную копию.
- Щелкните правой кнопкой San Francisco_Workspace и выберите Копировать.
- Щелкните правой кнопкой контейнер Reality Mapping и выберите Вставить.
В контейнер Reality mapping добавлена новая папка San Francisco_Workspace-Copy.
- Щелкните правой кнопкой SanFrancisco_Workspace-Copy и выберите Переименовать.
- Измените имя папки на SanFrancisco_Workspace_orig и нажмите Enter.
Это означает, что данная копия рабочей области представляет ее исходное состояние. Теперь резервная копия вашей рабочей области готова.
В первой части этого рабочего процесса вы узнали о ЦММ и истинных орто, скачали входные данные, настроили проект ArcGIS Pro, создали рабочую область Reality mapping, заполнили ее входными данными и создали ее резервную копию. Во второй части рабочего процесса вы выполните уравнивание снимков и создадите 2D-продукты.
Обработка изображений
Теперь, когда настроены ваши рабочая область проекта и изображения, вы начнете обработку изображения. Вы улучшите уравнивание изображений при помощи связующих точек и наземных опорных точек. Затем вы создадите ЦММ и Истинное орто.
Улучшение уравнивания изображений при помощи связующих точек
Для улучшения относительной точности входных изображений вы примените связующие точки, которые являются общими объектами или местоположениями, определенными в областях перекрытий смежных снимков. Инструмент Уравнять автоматически извлекает связующие точки при помощи методов сопоставления изображений, а затем использует их для лучшего выравнивания изображений относительно друг друга.
- На ленте во вкладке Reality Mapping в группе Трансформировать нажмите кнопку Трансформировать.
Вы зададите некоторые из параметров инструмента Трансформировать, которые определяют качество и точность связующих точек процесса уравнивания изображений.
- В окне Уравнять убедитесь, что все отметки, указанные ниже чем Выполнить калибровку камеры, сняты.
Выполнение калибровки камеры не требуется, поскольку камера, используемая для съемки изображений, не содержит искажений.
- Разверните Дополнительные опции.
- В разделе Настройки GNSS, снимите отметку с опции Вычислить апостериорное среднеквадратическое отклонение для изображений.
Это необязательный шаг, который вычисляет статистическую информацию о связующих точках и сохраняет ее в Таблице решения.
- Отметьте опцию Перепроецировать связующие точки.
Это позволит правильно вычислить и отобразить связующие точки на карте.
- Разверните Сопоставление связующих точек и отметьте поле Попарное сопоставление полного кадра.
Эта опция повышает точность сопоставления связующих точек при обработке изображений, охватывающих области с большими перепадами высот или имеющие низкокачественные исходные параметры ориентации.
- Примите остальные значения по умолчанию и щелкните Запустить.
Этот процесс может занять несколько минут. Вы можете следить за ходом работы в окне Журналы. Инструмент сначала сообщит статус Вычисление связующих точек, затем Вычисление блочного уравнивания, и наконец Применение блочного уравнивания. Для целей процесса уравнивания изображения группируются в блоки по нескольку изображений. Затем положение блоков уравнивается.
- Когда процесс завершится, в окне Журналы найдите строку MeanReprojectionError(pixel).
Эта строка указывает на точность уравнивания. Средняя ошибка перепроецирования менее одного пиксела является приемлемой.
Примечание:
Число полученной вами точности может немного отличаться от примера.
- На панели Содержание поставьте отметку рядом со слоем Связующие точки, чтобы включить его.
На карте появятся связующие точки, созданные инструментом Уравнять.
Вы можете заметить, что было извлечено большое количество связующих точек, что позволило точно уравнять изображения относительно друг друга.
- На панели Содержание, снимите отметку рядом со слоем Связующие точки, чтобы выключить его.
- Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.
Теперь вы оптимизировали относительную точность изображений, содержащихся в наборе данных мозаики Коллекция изображений.
Понимание необходимости наземных опорных точек
Чтобы еще больше повысить точность ваших изображений, вы можете улучшить их абсолютную точность, используя наземные опорные точки. Во-первых, чтобы лучше понять, почему это было бы полезно, вы посмотрите на текущее положение слоя Коллекция изображений и сравните его с базовой картой Esri World Imagery.
- На ленте, на вкладке Карта, в группе Слой, щелкните Базовая карта и выберите базовую карту Imagery.
На карте появится базовая карта World Imagery. Она состоит из высококачественных изображений, и в этом руководстве вы будете использовать ее в качестве базовой.
- На панели Содержание, в разделе Коллекция изображений, отключите слой Контур.
Это позволит беспрепятственно просматривать изображения при сравнении с базовой картой.
- При необходимости, уменьшите панель журнала, чтобы увеличить размер карты.
- Приблизьте на карте дорогу рядом с футбольным полем Академии Галилео, к югу от С-образного пирса.
То, что вы видите на карте, должно выглядеть так, как показано на следующем примере изображения:
Вы будете использовать инструмент Спрятать, чтобы сравнить набор данных Коллекция изображений с базовой картой World Imagery.
- На панели Содержание, в разделе Коллекция изображений, щелкните слой Изображение, чтобы выбрать его.
- На ленте, на вкладе Слой изображений, в группе Сравнить, щелкните Спрятать.
- На карте, с включенным инструментом Спрятать, несколько раз перетащите карту сверху вниз, чтобы скрыть слой Коллекция изображений и показать эталонную базовую карту.
Подсказка:
Для работы с инструментом Спрятать должен быть выбран тот слой, который хотите спрятать.
Если вы хотите перемещаться по карте при включенном инструменте Спрятать, нажмите C и перетащите.
Воспользовавшись инструментом Спрятать, обратите внимание на несовпадение между дорогой на слое Коллекция изображений и тем же объектом на эталонной базовой карте.
- После того как вы завершите изучение, на вкладке Карта на ленте в группе Навигация щелкните кнопку Исследовать, чтобы выйти из режима Спрятать.
Чтобы лучше позиционировать коллекцию изображений, вы повысите ее абсолютную точность, используя наземные опорные точки.
Импорт наземных опорных точек
Наземные опорные точки (GCP) идентифицируют объекты на местности с известными координатами X, Y, Z или только X, Y или Z. Эти координаты обычно выводятся с помощью измерений, проводимых на местности, и сопровождаются соответствующим описанием, определяющим местоположение точки. При отсутствии обследованных наземных опорных точек, в качестве источника наземных опорных точек, можно использовать эталонное ортотрансформированное изображение с метаданными известной точности. Наземные опорные точки, используемые в этом руководстве, были получены на основе ортотрансформированных изображений и определены координатами X,Y,Z. Далее вы импортируете наземные опорные точки в рабочую область.
- На ленте, на вкладке Reality Mapping, в группе Уточнить щелкните стрелку Управлять наземными опорными точками и выберите Импорт наземных опорных точек.
Появится окно Импорт наземных опорных точек.
- Под Файл наземных опорных точек щелкните кнопку поиска Файла наземных опорных точек.
- В окне Выбрать таблицу наземных опорных точек перейдите к Проект > Папки > SanFrancisco_Data > PP_GCPs. Выберите SanFrancisco_GCPs.csv и щелкните ОК.
Далее вы выберете пространственную привязку, которая использовалась для получения наземных опорных точек.
- Для Задать пространственную привязку наземных опорных точек щелкните кнопку Найти и выбрать пространственную привязку.
- Убедитесь, что в окне Пространственная привязка выбрано Текущие XY. В окне поиска введите 32610 и нажмите Enter.
Подсказка:
32610 — это общеизвестный идентификатор (WKID) системы координат WGS 1984 UTM Zone 10N. Вы также можете выполнить прямой поиск по названию системы координат.
Поле Текущие XY автоматически заполняется в соответствии с WGS 1984 UTM Zone 10N.
Поле Текущее Z заполняется в соответствии сEGM96 Geoid, но это не то значение, которое вам нужно. Для слоя высот, который использовался для получения значений высот для наземных опорных точек, не определена вертикальная система координат. По этой причине для Текущее Z должно быть задано None.
- Щелкните окно Текущая Z, чтобы выбрать его. В разделе Доступные системы координат Z прокрутите до верхней части поля и выберите None.
- Щелкните OK, чтобы принять эти изменения и закрыть окно Пространственная привязка.
- В разделе Географические преобразования преобразование не требуется, поскольку географическая система координат одинакова для наземных опорных точек и рабочей области.
- В разделе Сопоставление полей задайте следующие значения:
- Для X выберите Смещение по долготе.
- Для Y выберите Смещение по широте.
- Для Z выберите Высота.
- Для Точность XY убедитесь, что выбрано xyAccuracy.
- Для Точность Z убедитесь, что выбрано zAccuracy.
- Для Местоположение фото GCP щелкните кнопку Выбрать местоположение кусочков изображения GCP. Перейдите к Проект > Папки > SanFrancisco_Data, выберите PP_GCPs и щелкните OK.
- Для Расширение фото файла убедитесь, что выбрано JPG.
- Примите все остальные значения по умолчанию и щелкните OK.
Через несколько секунд наземные опорные точки будут импортированы в рабочую область.
Улучшение уравнивания изображений с наземными опорными точками
Теперь вы изучите импортированные наземные опорные точки и будете использовать их для повышения абсолютной точности коллекции изображений.
- На панели Содержание, в разделе Коллекция изображений, включите снова слой Контур.
- Щелкните правой кнопкой Коллекция изображений и выберите Приблизить к слою.
На карте отображается полный экстент. Появляются пять наземных опорных точек, обозначенных красным перекрестием. Они распределены по всему экстенту коллекции изображений, что соответствует рекомендациям.
Теперь вы отобразите панель Менеджер наземных опорных точек, где вы сможете просмотреть наземные опорные точки и точно расположить их на аэрофотоснимках.
- На ленте, на вкладке Reality Mapping в группе Уточнить щелкните кнопку Управлять наземными опорными точками.
Появится панель Менеджер наземных опорных точек.
- Дополнительно, перетащите край панели Менеджер наземных опорных точек, чтобы сделать ее шире.
- Изучите панель Менеджер наземных опорных точек.
В верхней части панели Менеджер наземных опорных точек перечислены пять импортированных наземных опорных точек. По умолчанию выбрана первая наземная опорная точка в списке.
Ниже на панели вы видите список всех перекрывающихся аэрофотоснимков, на которых возможно найти выбранную в данный момент наземную опорную точку. В данном случае имеется пять изображений. Первое из этих изображений (11672-Ivl02-color_rgb) отображается в разделе Предварительный просмотр.
В настоящее время рядом с именами аэрофотоснимков стоят серые знаки плюс. Они означают, что наземная опорная точка еще не была расположена на этих изображениях.
Далее вы перейдете к позиционированию наземной опорной точки.
Примечание:
Традиционно, в фотограмметрии эта операция называется измерением наземной опорной точки.
Чтобы помочь вам, были предоставлены обзорные фотографии со стрелкой, указывающей точное местоположение каждой наземной опорной точки. Вы отобразите эту обзорную фотографию для первой наземной опорной точки.
- На панели Менеджер GCP вверху щелкните по первой строке, чтобы выбрать ее. Над разделом Предварительный просмотр щелкните кнопку Просмотреть фотографию GCP.
Обзорная фотография появится в правом нижнем углу области предварительного просмотра.
Наземная опорная точка находится в левом углу темно-серого прямоугольника тротуара.
Теперь вы разместите наземную опорную точку на аэрофотоснимке в том же самом месте.
- Щелкните кнопку Просмотреть фотографию GCP еще раз, чтобы удалить обзорную фотографию из поля зрения.
- С по-прежнему выбранной наземной опорной точкой, в верхней части панели Менеджера наземных опорных точек, щелкните кнопку Добавить наземную опорную точку.
Курсор мыши превратится в форму креста или знака плюс.
- На отображаемом изображении 11672-Ivl02-color_rgb используйте колесико мыши, чтобы увеличить масштаб и более детально рассмотреть местоположение, в котором вы хотите разместить наземную опорную точку.
- Щелкните местоположение наземной опорной точки в левом углу темно-серого прямоугольника тротуара.
В этом местоположении появляется синий крестик, означающий, что наземная опорная точка успешно расположена.
Подсказка:
Если вас не устраивает расположение, щелкните на новое, лучшее местоположение, и в этом новом месте появится синий крестик.
В этот момент система использует автокорреляцию, чтобы идентифицировать ту же точку на других перекрывающихся изображениях. Каждое изображение, на котором успешно определено точное положение, обозначается синим знаком плюс рядом с его именем.
В этом случае автокорреляция автоматически поместила наземную опорную точку на все пять изображений.
- Щелкните все пять изображений, по одному за другим, чтобы просмотреть их предварительный просмотр и убедиться, что наземная опорная точка правильно расположена на каждом из них. Если наземная опорная точка не была размещена автоматически или была размещена неправильно, щелкните в нужном месте, чтобы разместить ее вручную.
На главной карте соответствующая наземная опорная точка теперь стала зеленой, что означает, что ее размещение (или измерение) завершено.
На панели Менеджер наземных опорных точек, в списке наземных опорных точек, рядом с первой наземной опорной точкой, отображается символ хэштега, также указывающий на то, что ее размещение завершено.
- В списке наземных опорных точек выберите каждую наземную опорную точку по очереди и повторите шаги с 6 по 11, чтобы расположить их.
Когда вы закончите, на карте все наземные опорные точки должны отображаться в зеленом цвете.
Теперь вы настроите положение коллекции изображений на основе наземных опорных точек.
- В нижней части панели Менеджер наземных опорных точек, щелкните Уравнять.
- В окне Уравнять, примите все значения по умолчанию и щелкните Запустить.
Когда процесс будет завершен, вы проверите точность уравнивания.
- На панели Менеджер наземных опорных точек разверните Обзор невязки и прочитайте строку RMSE наземной опорной точки.
Примечание:
Вы также можете найти ту же информацию на панели журнала, в строке RMSEContrlPoint.
Кроме того, вы можете создать подробный отчет уравнивания. На ленте, на вкладке Reality Mapping в группе Просмотр щелкните Отчет уравнивания.
- На панели Менеджер наземных опорных точек, в списке наземных опорных точек, можно увидеть невязки для каждой наземной опорной точки.
Информация о невязках наземных опорных точек указана в полях dX, dY и dZ. Она представляет собой отклонение между позициями наземных опорных точек на аэрофотоснимках и их истинными наземными координатами в направлениях x, y и z.
- При желании, если вы неудовлетворены результатами уравнивания, вы можете просмотреть расположение наземных опорных точек и снова запустить процесс Уравнивания.
Примечание:
Полученные вами результаты по точности могут немного отличаться от показанных на примерах изображений в зависимости от точного положения, выбранного для наземных опорных точек.
Решение о том, удовлетворяют ли результаты по точности, основывается на первоначальных требованиях к точности проекта и точности предоставленных наземных опорных точек.
- На панели Содержание, отключите слой Наземные опорные точки.
- Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.
Вы выровняли свою коллекцию аэрофотоснимков с наземными опорными точками, чтобы повысить ее абсолютную точность. Далее вы создадите 2D-продукты.
Создание 2D-продуктов
Теперь вы создадите ЦММ и Истинное орто. Чтобы обеспечить краткость рабочих процессов, вы будете создавать эти 2D-продукты только для небольшой области. Вы будете использовать полигональный слой для определения границ области интереса (AOI). Вы добавите его на карту, чтобы изучить его.
- На панели Каталог, разверните Папки, SanFrancisco_Data и AOI. Щёлкните правой кнопкой мыши Small_AOI.shp и выберите Добавить к текущей карте.
На карте появится слой Small_AOI.
Примечание:
Цвет присваивается случайным образом и может варьироваться.
Покрытие коллекции изображений всегда должно быть несколько больше, чем у полигона AOI. Это гарантирует, что будут включены все изображения, которые хоть как-то пересекаются с AOI. Это важно для создания результата высокого качества.
В области проекта находится большой водоем. Рекомендуется использовать полигон водного объекта, чтобы сгладить эту область (это также известно как гидроограничение). Такой слой предоставлен, и теперь вы добавите его на карту.
Примечание:
Если вам нужно создать аналогичный слой для ваших проектов, рекомендуется выполнить одно из следующих действий:
- Использовать возможность стереокартографии ArcGIS Pro в дополнительном модуле ArcGIS Pro Image Analyst.
- Выполнить управляемую оцифровку в 2D с помощью изображения орто и перекрывающей ЦМР. Важно, чтобы позиционная точность используемого орто максимально соответствовала результатам блочного уравнивания для вашего проекта.
- Если необходимо, на панели Каталог разверните Папки, SanFrancisco_Data и AOI. Щелкните правой кнопкой мыши Waterbody.shp и выберите Добавить к текущей карте.
На карте появляется полигон Waterbody, очерчивающий береговую линию Сан-Франциско.
- После того, как вы их просмотрели, на панели Содержание отключите слои Small _AOI и Waterbody.
Теперь вы выберете настройки для создания продукта.
- На ленте во вкладке Reality Mapping просмотрите группу Продукт.
После процесса уравнивания изображений теперь доступны несколько инструментов из этой группы. Продукты можно создавать по отдельности, используя кнопки определенных продуктов (например, ЦММ или Истинное орто), или одновременно, используя кнопку Несколько продуктов. Вы используете последнюю опцию.
- На вкладке Reality Mapping нажмите кнопку Несколько продуктов.
Появится панель Мастер продуктов Reality Mapping, показывающая страницу Настроек создания продуктов.
- Снимите отметку рядом с 3D, так как эти продукты создаваться не будут.
Надирный набор данных, подобный тому, который используется в этом руководстве, не рекомендуется использовать для создания 3D-продуктов. В этом случае лучше всего было бы использовать комбинацию перспективных и надирных изображений.
- Снимите отметку рядом с ЦММ Mesh.
Несмотря на то, что текущий набор данных поддерживает создание этого типа продукта, в целях экономии времени он не будет рассмотрен в данном руководстве.
- Убедитесь, что выбраны продукты Цифровая модель местности (ЦММ) и Истинное орто, и щелкните Публикация дополнительных настроек.
Появится окно Дополнительные настройки продукта. Оно позволит вам задать параметры, влияющие на все создаваемые продукты.
- В окне Дополнительные настройки продукта проверьте, что в поле Качество выбрано Ультра.
Опция Ультра позволяет получать производные изображения с тем же разрешением, что и исходные изображения: это максимально возможное качество. Параметр Качества Высокое приведет к получению производных продуктов с разрешением, в два раза превышающим разрешение исходного изображения.
- Ультра — Например, при вводе данных с разрешением 7 сантиметров, таких как коллекция изображений этого проекта, получаются 2D-продукты с разрешением 7 сантиметров.
- Высокое — например, при вводе данных с разрешением 7 сантиметров получаются 2D-изображения с разрешением 14 сантиметров.
В этом сценарии вы хотите создавать 2D-продукты с высочайшим качеством.
- Для Тип сценария убедитесь, что выбрано Надир.
Этот тип сценария Надир был выбран в фазе создания рабочей области. Он был выбран потому, что набор учебных данных состоит только из надирных изображений, которые рекомендуются для создания 2D-продуктов.
- Для Граница продукта в ниспадающем списке выберите Small_AOI.
Созданные 2D-продукты будут ограничены экстентом, заданным классом объектов AOI.
- Для Объекты водной поверхности в ниспадающем списке выберите Водный объект.
- Примите все остальные значения по умолчанию и щелкните OK.
- На панели Мастер продуктов Reality Mapping на странице Настроек создания продуктов щелкните Далее.
- На странице Настройки ЦММ для Выходной тип выберите Мозаика и примите все значения по умолчанию.
- Щелкните Далее.
- На странице Настройки Истинного орто выберите следующие настройки:
- Для Выходной тип выберите Мозаика.
- Для Формат выберите Облачный формат растра.
- Примите все остальное по умолчанию.
- Щелкните Готово.
Примечание:
В зависимости от ресурсов вашей системы процесс создания 2D-продукта может занять около 1,5 часов. Для справки, время обработки на компьютере с процессором Xeon Intel, 128 ГБ оперативной памяти и жестким диском SSD заняло 1 час 27 минут.
Если вы предпочитаете не запускать этот процесс для экономии времени, в оставшейся части упражнения можно использовать готовый выходной набор данных. На панели Каталог перейдите к Папки > SanFrancisco_Data > Output. Щёлкните правой кнопкой мыши SanFrancisco_DSM.crf и выберите Добавить к текущей карте. Сделайте то же самое для SanFrancisco_TrueOrtho.crf.
Если вы решите использовать готовый выходной набор данных, переходите к следующему разделу Изучение Истинного орто.
- Если вы решили запустить процесс, нажмите Готово.
Во время выполнения, на панели Журналы: SanFrancisco_Workspace отобразится информация о статусе. Когда процесс завершен, в журнале указывается, что процесс создания продукта и листов завершен успешно.
Продукты ЦММ и Истинное орто будут автоматически добавлены на карту.
- Если вы не запускали инструмент и хотите добавить слои для экономии времени, на панели Каталог разверните Папки, SanFrancisco_Data и Выходные данные. Добавьте SanFrancisco2D_DSM.crf и SanFrancisco2D_TrueOrtho.crf на текущую карту.
ЦММ (DSM) и Истинное орто (true ortho) отображаются на карте и на панели Содержание.
- На панели Содержание переименуйте слой SanFrancisco2D_DAM.crf в ЦММ и переименуйте SanFrancisco2D_True Ortho.crf в True Ortho.crf в Истинное орто.
Изучение Истинного орто
Теперь вы создали 2D-продукты: ЦММ и Истинное орто. (Или, в качестве альтернативы, вы, возможно, решили использовать готовые 2D-продукты SanFrancisco_DSM.crf и SanFrancisco_TrueOrtho.crf.) Далее вы изучите слой Истинное орто. Сначала вы удалите другие слои изображений, чтобы более четко видеть 2D-продукты.
- На панели Содержание, в разделе Коллекция изображений, отключите слои Контур и Изображение.
- На ленте, во вкладке Карта, в группе Слой, щелкните Базовая карта и выберите Топографическая.
На карте отображается Топографическая базовая карта, заменяя базовую карту World Imagery.
- На панели Содержание, в разделе Продукты данных (или Базовые данные, если вы добавили результат, а не запустили инструмент) щелкните правой кнопкой мыши Истинное орто и щелкните Приблизить к слою.
Изображение Истинное орто теперь четко видно поверх базовой карты.
- Приблизьте и изучите изображение Истинное орто.
На изображении Истинное орто вы можете увидеть множество деталей этого района Сан-Франциско в высоком разрешении.
Вы проверите разрешение Истинного орто.
- На панели Содержание, щелкните правой кнопкой слой Истинное орто и выберите Свойства.
- В окне Свойства слоя щелкните Источник, разверните Информацию растра и просмотрите поля Размер ячейки.
Как и ожидалось, Размер ячейки составляет 0,074 метра, или около 7 сантиметров, что соответствует такому же высокому разрешению, как и входные изображения.
- Щелкните ОК, чтобы выйти из окна Свойства.
Далее вы сравните изображение Истинное орто с входными изображениями Коллекции изображений.
- Приблизьте на карте область футбольного поля Академии Галилео, к югу от С-образного пирса.
То, что вы видите на карте, должно выглядеть так, как показано на следующем примере изображения:
- На панели Содержание, в разделе Коллекция изображений, включите слой Изображение.
- На панели Содержание отключите слой ЦММ и щелкните слой Истинное орто, чтобы выбрать его.
- На ленте на вкладе Растровый слой в группе Сравнить щелкните Спрятать.
- На карте, с включенным инструментом Спрятать, несколько раз перетащите карту сверху вниз, чтобы скрыть слой Истинное орто и показать слой Коллекция изображений.
Подсказка:
Если вы используете предварительно созданные слои продуктов, обратите внимание, что слой SanFrancisco_TrueOrtho.crf отображается под слоем Коллекция изображений, поэтому вам нужно выбрать слой Изображений в разделе Коллекция изображений, скрыть его, и открыть слой SanFrancisco_TrueOrtho.crf, расположенный под ним.
Обратите особое внимание на высокие здания:
- На слое Коллекция изображений высокие здания смещены из-за эффекта перспективы. Некоторые здания наклонены вбок: вы можете видеть их боковые стены, а крыши расположены неправильно.
- В слое Истинное орто ошибки смещения устраняются, а здания выравниваются по вертикали, поэтому вы не видите их боковых сторон, а крыши появляются в их истинном положении на земле.
Слой Коллекция изображений с боковыми стенами искаженных зданий, отмеченными желтым цветом (слева), и слой Истинное орто с устраненными ошибками смещения (справа). Особенно бросается в глаза смещение двух изогнутых зданий: на слое Коллекция изображений эти здания настолько смещены, что их крыши скрывают большую часть подъездной дорожки и газона перед домом.
В слое Коллекция изображений (слева) подъездная дорожка и газон перед домом закрыты зданиями. В слое Истинное орто, здания снова находятся на своем истинном местоположении, а подъездная дорожка и газон перед домом видны (справа). Истинное орто имеет высокое разрешение и не содержит искажений и может использоваться для точного извлечения объектов, таких как контуры зданий.
- После того как вы завершите изучение слоя Истинное орто, на вкладке Карта на ленте в группе Навигация щелкните кнопку Исследовать, чтобы выйти из режима Спрятать.
Изучение ЦММ
Далее вы просмотрите созданную ЦММ.
- На панели Содержание отключите слой Истинное орто и включите слой ЦММ.
- Щелкните правой кнопкой мыши ЦММ и выберите Приблизить к слою.
- В разделе Коллекция изображений, выключите слой Изображение.
На карте отображается слой ЦММ.
- На панели Содержание, щёлкните правой кнопкой слой ЦММ и выберите Свойства.
- В окне Свойства слоя щелкните Источник, разверните Информацию растра и просмотрите поля Размер ячейки.
Так же как и в случае с Истинным орто, Размер ячейки составляет 0,074 метра, или около 7 сантиметров, что соответствует такому же высокому разрешению, как и входные изображения.
- Щелкните ОК, чтобы выйти из окна Свойства.
Чтобы посмотреть ЦММ с другого ракурса, вы создадите на его основе слой отмывки.
- На панели Содержание убедитесь, что выбран слой ЦММ.
- На ленте на вкладке Изображения в группе Анализ щелкните кнопку Функции растра.
- На панели Функции растра, введите Отмывка и щелкните функцию растра Отмывка, чтобы открыть ее.
- На панели Свойства отмывки, для Растр, выберите ЦММ.
- Примите остальные значения по умолчанию и щелкните Создать новый слой.
Слой Отмывка_ЦММ появится на карте.
На слое отмывки вы можете наблюдать рельеф и детали объема объектов.
- Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.
Чтобы предоставить доступ к Истинному орто и ЦММ более широкой аудитории, вы можете опубликовать их в учетной записи вашей организации ArcGIS Online. Вы видели такой пример онлайн-данных в начале этого руководства. Узнайте больше на странице Публикация размещенных слоев сцены. Истинное орто и ЦММ также можно интегрировать в различные проекты и сочетать с другими слоями ГИС.
В этом руководстве вы создали Истинное орто и ЦММ, используя перекрывающиеся надирные изображения с высоким разрешением, охватывающие часть Сан-Франциско. Сначала вы узнали о ЦММ и Истинных орто, скачали входные данные, настроили проект ArcGIS Pro, создали рабочую область Reality mapping, заполнили ее входными данными и создали ее резервную копию. Затем вы улучшили относительную точность уравнивания изображений, используя автоматически созданные связующие точки. Вы повысили абсолютную точность уравнивания изображения, используя наземные опорные точки, импортированные из текстового файла. Наконец, вы использовали Мастер для создания Нескольких продуктов, чтобы создать настоящие Истинное орто и ЦММ, и изучили их.
Вы можете найти больше подобных обучающих материалов в серии Попробуйте ArcGIS Reality для ArcGIS Pro.
