导入地面控制点并添加图像链接

首先,您需要下载并打开现有 Drone2Map 工程并熟悉其组件。 然后,您需要使用两种方法导入地面控制点 (GCP) 和检测点 (CP)。 您将向其中一个点添加图像链接。

设置工程

首先,您将下载 Rancho Del Mar 影像并将其在 ArcGIS Drone2Map 中打开。 您将检查可用的图像。

注:

本节教程中使用的数据为 1.95 GB,需要花费几分钟时间下载。

  1. 下载 RanchoDelMar.zip
  2. 找到下载的文件,将其解压到 C 盘,因此文件夹路径为 C:\RanchoDelMar
    警告:

    如果将该文件解压到 C 盘之外的位置,则某些数据连接将断开。

    选择目标和提取文件窗口

  3. 打开提取的 RanchoDelMar 文件夹。 双击 RanchoDelMar.d2mxArcGIS Drone2Map 中打开该工程。 如果出现提示,请登录 ArcGIS 账户。
    注:

    如果您没有组织帐户,请参阅软件访问权限选项

    随即在 ArcGIS Drone2Map 中显示该工程。 内容窗格列出三个图层:Image CentersFlight LinesControlControl 图层当前为空。 稍后,您需要将 GCP 导入此图层。

    “内容”窗格

  4. 在地图中,单击蓝色的 Image Centers 点之一。

    随即显示影像查看器窗口,其中显示该区域的高分辨率影像。

    影像查看器

    工程中共有 174 张影像。

  5. 关闭影像查看器窗口。
  6. 右键单击地图上的任意位置,然后单击清除

    地图快捷菜单中的“清除”选项

    接下来,您将检查存储工程数据的位置。

  7. 管理窗格下方,单击目录选项卡。

    “目录”选项卡

  8. 目录窗格的工程选项卡中,展开文件夹,然后展开 RanchoDelMar

    ArcGIS Drone2Map 会将工程组件组织到不同的子文件夹中。

  9. 展开 RanchoDelMar.gdb

    “目录”窗格中的 RanchoDelMar 地理数据库

    工程的地理数据库包含内容窗格中列出的三个要素类。 还将在此存储导入工程的所有新数据。

  10. 展开 Images 文件夹。

    将在此存储 Image Centers 图层引用的影像。

ArcGIS Drone2Map 使用地理定位影像并在相邻影像之间创建连接点,以将其合并在一起形成影像产品。 此工程中的影像尚未合并在一起。

对于大多数常规分析和产品生成,来自无人机的 GPS 数据精度足以,但对于此工程,必须尽可能提高精度。 为了确保此精度,需要在将影像连接到影像集合时包含地面控制点。

注:

一些无人机使用实时动态 (RTK) 校正以将高精度校正动态应用于 GPS 信息。 即使是对于这些无人机,仍建议采集要用作 CP 的 GCP,以帮助验证无人机精度。

从 .csv 文件导入地面控制点

GCPs 是在飞行之前或之后在地面上采集的高精度点,用于调整在 ArcGIS Drone2Map 中创建的输出产品。 这些点通常在地面上标记,因此在影像中可见,并且可用于在影像之间创建地理位置链接。 建议使用 5 到 10 个 在影像区域中正确分散的 GCP。

您将从 .csv 文件导入地面控制点。

  1. 在功能区上,单击主页选项卡。 在控制组中,单击控制按钮的下半部分,然后单击导入控制

    “控制”菜单中的“导入控制”

  2. 导入控制点窗口中,浏览至 RanchoDelMar 文件夹。 选择 Rancho_Del_Mar_GCP_EPSG32611.csv 并单击确定

    已在“浏览至控制文件”窗口中选中 CSV 文件

    随即更新导入控制点窗口。 在控制坐标系部分中,当前 XY 坐标系已自动定义为 WGS 1984 UTM Zone 11N,并且当前 Z 垂直坐标系已自动定义为 EGM96 Geoid.csv 文件中的数据使用相同的坐标系定义。

    控制坐标系

  3. 控制照片部分留空。

    此 GCP 没有控制照片。

  4. 控制字段信息部分中,确保位置字段与 .csv 文件中的正确字段匹配。
    • 纬度 [Y] - 设置为纬度
    • 经度 [X] - 设置为经度
    • 高程 [Z] - 设置为高程
    • 标注 - 设置为标注
  5. 对于水平精度, 选择 H_Accuracy。 对于垂直精度,选择 V_Accuracy

    “控制字段信息”部分中的“精度”字段

  6. 单击确定导入 GCP。

    内容窗格中,Control 图层将暂时消失并在完成导入后重新出现。 地图中随即显示绿色的十字符号。

    地图中的控制符号

    控制管理器窗格中,新 GCP 显示为表中的第一行。 该表行具有橙色的警告符号,用于指示 GCP 尚未链接到任何影像。

    “控制管理器”窗格中的 GCP 5

    接下来,您将在 GCP 和与其重叠的影像之间创建链接。

添加影像链接

ArcGIS Drone2Map 中,可以手动或自动连接地面控制。 但是,如果选择自动方法,则仍必须手动创建几个影像链接,然后软件才能确定其他链接可能所在的位置。 如果拥有很少的 GCP,建议手动链接所有影像,以确保尽可能提高精度。 您将从 .csv 文件手动连接 GCP。

  1. 内容窗格中,关闭 Image CentersFlight Lines 图层。

    “内容”窗格中的 Image Centers 和 Flight Lines 图层已关闭

  2. 控制管理器窗格中,单击 GCP 5 行将其选中。
  3. 单击显示影像链接编辑器按钮。

    “显示影像链接编辑器”按钮

    随即显示影像链接窗口。 在左侧,将列出所有工程影像。 最先列出的是最靠近 GCP 影像。

  4. 在列表中,单击第一个影像确保它在查看器中显示。

    已在“影像链接”窗口中选中第一个影像

  5. 在查看器中,缩放至在影像中心附近的人行道上标记的红色 X。

    人行道上的红色标记

  6. 放大并单击 X 中心放置黄色影像链接标记。

    位于人行道上红色标记中心的黄色影像链接标记

    在列表中,将在第一个影像旁显示绿色复选标记,指示已链接。

  7. 在列表中,单击下一个影像。

    查看器中随即显示下一个影像。 其方向与最后一个影像不同,但是人行道上也显示了相同的红色 X。

  8. 缩放至红色 X,然后单击其中心添加另一个影像链接。
  9. 将影像链接添加至接下来的三个影像,每次都将其与红色 X 中心对齐。
    注:

    (可选)继续浏览影像列表查找更多包含红色 X 的影像,并向每个影像添加影像链接。 最有可能包含红色 X 的影像全部在顶部附近列出。

  10. 单击确定

    控制管理器窗格中,GCP 5 旁的警告符号已替换为绿色复选标记,指示 GCP 当前具有足够的影像链接数量。

    “控制管理器”窗口中的 GCP 5 带绿色复选标记

  11. 右键单击地图中的任意位置,然后单击清除取消选择 GCP 5

导入地面控制点和检测点

接下来,您将再导入八个 GCP。 已在另一个 Drone2Map 工程中为这些 GCP 创建影像链接,因此需要导入从先前工程中导出的 .zip 文件,而不是导入 .csv 文件。

注:

为了节省时间,将在本节教程中使用此方法。 通常,仅当越过同一位置的飞行使用作为静态要素的 GCP 标记时,才需要使用此方法。 如果当前使用的是临时放置的目标,则目标位置将很难与针对其他飞行放置这些目标的位置完全匹配。

  1. 控制管理器窗格顶部,单击导入控制按钮。

    导入控制点按钮

  2. 导入控制点窗口中,浏览至 RanchoDelMar 文件夹。
  3. 单击 GCP.zip

    已在导入控制窗口窗口中选中 GCP.zip 文件

  4. 单击确定

    导入控制窗口中,地面控制点表中填入八行。

    “地面控制点”表

  5. 在表格中,单击标注值为 1 的行。

    表旁边的影像链接列表将更新,以列出与 GCP 链接的六个影像。

  6. 单击表的每行可查看每个点导入的影像链接数。
  7. 单击确定导入地面控制点。

    控制管理器窗格中,表中将显示新点。 这些点全部具有绿色复选标记。

    包含九个控制点的“控制管理器”窗口

    类型列显示五个点为 GCP,四个点为检测点 CP。 GCP 和 CP 的采集方式相同,但是用途不同。 GCP 用于处理影像产品并提高精度,而 CP 不包含在处理中。 而是在处理完成后用于独立评估模型精度。

在本模块中,您打开了一个现有 Drone2Map 工程,添加了一个 GCP,并链接了图像。 接下来,您导入了额外的 GCP。


校正影像并评估其精度

接下来,您将处理工程中的 174 个影像以生成影像集合。 处理将使用航空三角测量和光束法平差连接影像。 在完成处理后,您将检查校正结果并评估 GCP 的精度。 您将重新定位一些影像连接并重新运行校正,以提高总体精度。

运行区域网平差

接下来,您将处理影像以创建影像集合。

  1. 控制管理器窗格下,单击管理选项卡切换至管理窗格。
  2. 2D 产品下,确保仅选中影像集合项目。

    “影像集合”已选中

    稍后,您打算创建真正射和数字地形模型,但是目前,您只需创建影像集合,以节省评估地面控制精度时间。 如果对精度值满足,则可以生成所需的输出产品。

  3. 在功能区上,单击主页选项卡。 在处理组中,单击开始

    “开始”按钮

  4. 同时,在处理组中,单击日志

    随即显示“处理日志”视图,其中包含处理步骤的进度。

    “处理日志”视图

    需要较长时间运行处理,因此您应该移至另一个任务并稍后返回本节教程。

评估精度

在完成校正过程后,您将检查 GCP 及其对应影像链接的精度。 您将评估每个 GCP(dXdY)的精度值以及影像链接的重新定位误差。 这些值越接近零,对齐精度越高。

  1. 检查“处理日志”视图确认校正处理已完成。

    在完成处理后,日志中的最后一条消息为处理已成功完成消息窗格底部的进度条将保持在 100%。

    处理已成功完成

    首先,您将检查目录窗格以查看校正过程的结果。

  2. 在功能区的主页选项卡中的图层组中,单击目录

    “目录”按钮

  3. 如有必要,在目录窗格中,展开文件夹。 展开 RanchoDelMar 文件夹和 RanchoDelMar.gdb

    地理数据库中存在四个新项目:新影像集合及其关联数据。

    地理数据库中的新项目

    接下来,您将查看每个 GCP 的精度值。

  4. 在功能区的主页选项卡中的控制组中,单击控制管理器重新打开控制管理器窗格。
  5. 拖动窗格一侧以将其加宽,直到可以读取表中的所有列。

    控制点管理器表

    dXdYdZ 列已填充。 这些测量值为每个控制点在校正后的精度。 值接近零,意味着点所需的平移量很小,将保留大部分的初始精度。

    注:

    表中的值与上图中显示的值稍有不同,具体取决于放置影像链接的方式。

  6. 检查表中的 d 值。

    GCP 4 的精度值大于其他控制点。

    这些值与影像链接的放置有关。 如果错误放置一个或多个影像链接,将看到这些值存在重大偏差。 可能是 GCP 4 的影像链接放置错误。 您将检查影像链接以解决此问题。

  7. 控制点管理器窗格中,单击显示影像连接编辑器按钮。
  8. 影像链接窗口中,对于控制点,选择 4

    已选中“控制点 4”

    之前,影像链接按距离进行排序。 现在,按重投影进行排序。

    将为每个影像链接计算重投影误差。 该值表示初始点和校正后的点之间的间距,以像素为单位测量。 所有影像链接将稍微平移,但是大于 1 的重新定位误差视为较高。 将最先列出重投影误差较高的影像。

  9. 在影像列表宏,单击第一个影像确保其在查看器中显示。

    在查看器上方,将列出所选影像链接的重投影误差值。

    重投影误差

    在上面的影像中,该值为 3.087重新投影误差值在您的工程中稍有不同。

  10. 在查看器中,缩放至影像链接。

    黄色影像链接标记偏离红色 X 中心。

    影像链接偏离红色标记

  11. 在查看器中,单击红色 X 中心重新定位影像链接。

    在查看器上方,重投影误差将消失。

  12. 单击列表中的下一个影像。

    重投影误差值同样大于 1。

  13. 重新定位第二个影像的影像链接。

    在影像列表中,有五个影像具有绿色复选标记,表示其具有影像链接。 这些影像链接的大部分重投影误差接近 1,因此全部需要重新定位。

  14. 依次单击每个链接影像,然后重新定位其影像链接。
  15. 单击确定关闭影像链接窗口。

    检查重投影误差较高的影像链接有助于提供质量控制,以实现可能的最佳产品。 在工程中包含地面控制时,建议在执行校正后检查影像链接。

接下来,您将使用修改后的影像链接重新运行区域网平差过程。 该过程比初始过程时间短,可获得更新后的精度值。

重新处理和重新评估

您将再次处理影像,以查看对 GCP 4 的影像链接进行的更改是否有助于提高 GCP 精度。 通常,需要多次运行校正过程才能获得适合您的影像产品的精度值。

  1. 在功能区的主页选项卡中的处理组中,单击开始
  2. 如果已打开“处理日志”视图,单击日志
  3. 在完成处理后,关闭“处理日志”视图,然后打开控制管理器窗格。
  4. 检查新的 dXdYdZ 值。

    包含新精度值的“控制管理器”表

    值已发生变化。 所有值应小于 0.1。否则,该控制点的影像链接可能距离 X 中心过远。

    注:

    每个 GCP 的绝对精度尚未发生变化。 这些值记录在 GCP 导入随附的水平 (H_Accuracy) 和垂直 (V_Accuracy) 精度字段中。 而每个校正后的 GCP 的精度已发生变化。 本节教程中的后续过程专门用于使放置的每个校正后的 GCP 位置尽可能靠近最初导入的位置。 这些步骤不会提高原始数据的精度,但是可以提高基于该数据创建的任何影像产品的总体精度。

  5. 在功能区的主页选项卡中的处理组中,单击报告

    “报告”按钮

    随即显示处理报告窗口。

  6. 滚动至地理位置详细信息部分。

    每个 GCP 和 CP 的投影误差值小于 1。 精度值(dXdYdZ)全部小于 0.1。 针对您的目的,这些是可接受的精度值,因此您现在可以随时生成精确的影像产品。

    注:

    如果仍会看到任何 GCP 的精度值高,再次检查并重新定位其影像链接。 您还可以移除 GCP。

  7. 关闭处理报告窗口。
  8. 在工具栏上方,单击保存按钮。

    “保存”按钮

要分配适当数量的资源或预测潜在相关区域,使用正确对齐且精确的影像执行灾难规划至关重要。 在根据 GCP 尽可能精确地校正影像后,现在可以将其处理成高程模型来评估滑坡风险,或处理成正射镶嵌以检查区域是否存在潜在危害或不安全结构。

在本节教程中,您导入了 GCP,添加了影像连接,处理了影像,评估了 GCP 的精度并修改了影像链接。 此过程可用于创建具有更高精度的影像产品。 (可选)继续尝试将在本节教程中学过的方法用于提供的数据集,然后测试 2D 或 3D 产品生成。

您可以在教程库中找到更多教程。