设置工程和影像
首先,您将深入了解 DSM 和真正射影像。 接下来,您将下载并分析数据,创建 ArcGIS Pro 工程,配置环境,创建实景映射工作空间,并对该工作空间进行备份。
注:
要使用 ArcGIS Reality for ArcGIS Pro,必须按照以下顺序安装和许可以下软件:
- ArcGIS Pro Standard 或 Advanced 3.1 或更高版本
- ArcGIS Reality Studio
- ArcGIS Reality for ArcGIS Pro 扩展模块
- ArcGIS 坐标系数据
本教程假设这些步骤已完成。 有关分步说明,请参阅安装 ArcGIS Reality for ArcGIS Pro 页面。
深入了解 DSM 和真正射影像
首先,您将深入了解 DSM 和真正射影像。
数字表面模型 (DSM) 为地球数字高程数据集,包括地表上对象(例如树和建筑物)的高程。

真实正射影像是一种利用 DSM 校正去除透视畸变的正射校正图像。 这样,地貌或高大建筑物引起的位移问题可得到解决。 比如,建筑物不再侧倾遮挡地面要素。 真正射影像能够高精度识别建筑物轮廓及其他要素。

利用航空数字和无人机传感器数据,可以生成 DSM 和真正射影像等 2D 产品。 推荐使用像底点影像:这是指相机的光轴与地面保持垂直(竖直)状态下采集的影像。 它们可以很好地覆盖景观中存在的要素顶部,例如建筑物屋顶。
此步骤中需要重叠影像,影像条带内的重叠程度至少为 60%,影像条带之间的重叠程度至少为 30%。 当影像条带内和影像条带之间的重叠程度为 80% 时,可以获得最优结果。
您可以在 ArcGIS Pro 中的实景映射文档页面上进一步了解这些主题。
下载并浏览数据
您将下载本教程所需数据并进行检查。
- 下载 SanFrancisco_Data.zip 文件并在计算机中找到下载的文件。
注:
该文件大约为 3.8 GB,下载可能需要几分钟。
大多数 Web 浏览器默认将文件下载到计算机的 Downloads 文件夹中。
- 右键单击 SanFrancisco_Data.zip 文件并将其解压缩到 C:\Sample_Data 位置。
警告:
数据路径应恰好为 C:\Sample_Data\SanFrancisco_Data。 如果将数据保存到计算机上的其他位置,需要更新后续工作流中所用的 SanFrancisco_Frames_Table.csv 文件中的每个条目的路径。
- 打开提取的 SanFrancisco_Data 文件夹并检查其内容。
其中包含六个子文件夹:AOI、DEM、Frames、Images、Output 和 PP_GCPs。
- 打开 Images 文件夹,双击类型,按文件类型进行排序。
此文件夹包含要处理的所有航空影像,共 27 个 TIFF 文件。
- 识别图像 12013-lvl02-color_rgb.tif。
- 双击该影像将其在默认图像查看应用程序中打开。
该文件夹中所有影像均为像底点图像,建议用于生成 2D 产品。
注:
这些影像由 Vexcel Data Program 提供。 其中包括使用 Vexcel 的 UltraCam 传感器在 2022 年拍摄的旧金山部分区域的高质量数字航空影像。 分辨率达到每像素约 7 厘米。
- 关闭显示该影像的窗口。
- 浏览至 SanFrancisco_Data 并打开 Frames 文件夹。
此文件夹中的 .csv 文件包含有关影像空间位置以及用于采集影像的照相机的信息。
- 双击 SanFrancisco_Frames_Table.csv 文件将其在默认 CSV 查看软件中打开。
该文件包含有关要以表格格式处理的影像的信息。 每行描述一张影像,包括影像在磁盘上的路径(列 B)、对象 ID(列 A)、影像中心坐标(列 C、D 和 E)以及与这些坐标关联的空间参考坐标系(列 F)。 列 G、H 和 I 表示旋转角度,列 J 表示采集影像的相机编号 ID。
- 关闭 SanFrancisco_Frames_Table.csv 文件。 打开 SanFrancisco_Cameras_Table.csv。
该表格提供了捕捉影像所用相机的具体信息,包括:
- 相机 ID - 捕捉影像的相机的名称或编号 ID
- 相机制造商 - 相机制造商的名称 (Vexcel)
- 焦距长度 - 照相机镜头与焦点平面之间的距离(以微米为单位)。
- 主点 X 和主点 Y - 自准直的主点的 x 和 y 坐标(以微米为单位)
- 像素大小 – 照相机像素大小(以微米为单位)
- 关闭 SanFrancisco_Cameras_Table.csv 文件。
- 浏览回 SanFrancisco_Data。
剩余文件夹包含以下信息:
- 在 AOI 文件夹中,要素类为工作流提供感兴趣区域的边界。
- 在 DEM 文件夹中,数字高程模型栅格为采集影像的区域提供高程信息。 该信息将用于确定每张影像的飞行高度。
- Output 文件夹包含此教程的结果输出。 如有需要,您可以在后续工作流中使用它们。
- PP_GCPs 文件夹包含一个文本文件,内含将在工程中使用的地面控制点。
创建工程并连接到数据
在下载数据并进行浏览后,您将创建 ArcGIS Pro 工程并将其连接到数据。
- 启动 ArcGIS Pro。 如果收到系统提示,请使用您获得许可的 ArcGIS 组织账户登录。
注:
如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织帐户,请参阅软件访问权限选项。
- 在 ArcGIS Pro 开始屏幕的新建工程下,单击地图。
- 在新建工程窗口的名称中,键入 SanFrancisco_2D_products。
- 对于位置,接受默认值或单击浏览按钮选择驱动器上的所选位置。
注:
确保所选位置至少具有 20 千兆字节 (GB) 的可用存储空间。
- 单击确定。
工程随即打开并显示默认地图。
接下来,您需要将工程连接到下载的数据。
- 单击功能区上的视图选项卡。 在窗口组中,单击目录窗格。
随即显示目录窗格。 此窗格包含与工程关联的所有文件夹、文件和数据。 您将使用此窗格建立与 SanFrancisco_Data 文件夹的文件夹连接。
- 在目录窗格中,单击文件夹旁的箭头将其展开,然后查看其内容。
与工程关联的默认文件夹为 SanFrancisco_2D_products,该文件夹是在创建工程时创建的。 目前,该文件夹包含一些空地理数据库和工具箱,但不含任何数据。
- 右键单击文件夹并选择添加文件夹连接。
- 在添加文件夹连接窗口中,单击计算机,然后浏览至 C:\Sample_Data。 选择 SanFrancisco_Data 文件夹,然后单击确定。
在目录窗格的文件夹下,现在列出了 SanFrancisco_Data 文件夹。
- 展开 SanFrancisco_Data 文件夹并确认其中包含影像以及您之前看到的其他数据。

您现在可以在 ArcGIS Pro 工程内访问航空影像以及工作流所需的其他数据。
设置环境
接下来,您将选择特定环境参数值,系统会在运行实景映射工具时考虑这些参数值。
- 在功能区分析选项卡的地理处理组中,单击环境。
- 在并行处理下,对于并行处理因子,键入 90%。
提示:
确保在 90% 中包含 % 符号。
并行处理因子用于定义用于支持处理的计算机内核百分比。 例如,在四核计算机上,设置为 50% 时表示作业将横跨 2 个进程 (50% * 4 = 2)。 在此工作流中,您将选择 90%。
- 向下滚动到栅格存储。
- 在栅格统计数据下,对于 X 跳跃因子和 Y 跳跃因子,键入 10。
必须对影像计算统计数据才能启用某些任务,例如应用对比度拉伸。 为了提高效率,可以针对像素样本生成统计数据,而不是针对每个像素。 跳跃因子用于确定样本大小。 值为 10 的 X 和值为 10 的 Y 表示将使用影像行和列中每第十一个像素生成统计数据。
- 在切片大小下,对于宽度和高度,键入 512。
为了提高效率,通常以名为切片的小方形片段形式访问影像。 此参数用于定义切片大小,所选值为 512 x 512 像素。
- 对于重采样方法,选择双线性。
重采样过程用于更改栅格像元大小或方向。 在不同可用重采样方法中,建议在处理影像数据时采用双线性。
- 接受所有其他默认值,然后单击确定。
现已设置环境参数值。
创建工作空间
接下来,您将创建实景映射工作空间,以收集和管理所有数据,包括航空影像以及帧和照相机表。
- 在功能区的影像选项卡中的实景映射组中,单击新建工作空间按钮。
新建实景映射工作空间向导窗格随即出现并显示工作空间配置页面。
- 设置以下参数值:
- 对于名称,输入 SanFrancisco_Workspace。
- 对于工作空间类型,确认选中实景映射。
- 对于传感器数据类型,选择航空 - 数字。
- 对于场景类型,确认已选择像底点。
- 对于向前重叠,输入 80。
- 对于侧方重叠,输入 70。
- 接受所有其他默认值。
注:
对于场景类型,选择为像底点,因为按照 2D 产品生成的最佳实践,仅将像底点影像可用作输入。
通常情况下,航测供应商会提供重叠百分比。 也可以通过在地图窗口查看重叠的图像对来估算这些百分比。
- 单击下一步。
随即显示影像集合页面,可在其中输入与用于采集影像的传感器有关的参数。
- 在影像集合页面中,对于传感器类型,确认选择通用帧相机。
接下来,您将提供帧表文件。
- 在源数据 1 下,对于外部方向文件/Esri 帧表,单击帧表按钮。
- 在帧表窗口中,浏览至文件夹> SanFrancisco_Data > Frames。 选择 SanFrancisco_Frames_Table.csv,然后单击确定。
影像集合页面会根据帧表文件更新,包括影像中心坐标的空间参考信息及捕获数据的相机信息。 现在,您需要导入有关相机表文件中提供的相机的信息。
- 在相机旁,单击导入按钮。
- 在相机表窗口中,浏览至文件夹> SanFrancisco_Data > Frames。 选择 SanFrancisco_Cameras_Table.csv,然后单击确定。
相机 ID 旁的绿色复选标记指示已成功导入相机信息。
- 接受所有其他默认值,然后单击下一步。
您将指向创建工作空间时所需的数字高程模型 (DEM)。
- 在数据加载程序选项页面的 DEM 下,单击选择 DEM 按钮。
- 在输入数据集窗口中,浏览至文件夹 > SanFrancisco_Data > DEM。 选择 CONUS_NED10m.tif 并单击确定。
此 DEM 将用于确定拍摄航空照片时的飞行高度。 这将有助于确定适当的影像轮廓边界和设置工作工件所需的其他流程。
- 在向导窗格中,接受其他默认值,然后单击完成。
几分钟后,即会创建工作空间。 在日志:SanFrancisco_Workspace 窗格中,最后一行表示该过程已成功完成。
还会创建新的 SanFrancisco_Workspace 地图。
在内容窗格中,列出了添加到地图的工作空间组件。 这包括影像集合,它是一个新镶嵌数据集,包含所有 27 张航空影像。
影像集合数据集主要使用 Footprint 图层和包含影像本身的 Image 图层表示。 这两个图层将在地图上显示。
提示:
如果在地图上看不到影像,进一步放大。
默认情况下,仅显示影像集合数据集中的前 20 个影像。 可以更改此数字,但是选择较大的数字可能影响显示性能。
如果您希望更改该默认数字,请在目录窗格中浏览至文件夹 > SanFrancisco_2D_products > RealityMapping > SanFrancisco_Workspace.ermw > Imagery > SanFrancisco_Workspace.gdb。 右键单击 SanFrancisco_Workspace_Collection,然后选择属性。 单击默认值选项卡。 对于每个镶嵌的最大栅格数,输入您希望显示的影像数量。
最后,现在还在功能区中添加了实景映射选项卡。
- 在功能区中,确认已选择实景映射选项卡。
该选项卡包含一系列工具,用于支持影像对齐和生成 2D 与 3D 产品。 当前,产品组中的工具不可用(灰色显示),因为尚未校正输入影像。
- 在快速访问工具栏中,单击保存工程按钮以保存您的工程。
现在,您已有一个实景映射工作空间,您将执行此工作流的其余部分。
备份工作空间
在处理图像前,您需要备份工作空间,以便在必要时恢复到工程的初始状态。
- 在目录窗格中,找到实景映射容器。
此容器是在创建工作空间时添加的。
- 展开以下文件夹:Reality Mapping、SanFrancisco_Workspace、Imagery 和 Products。
SanFrancisco_Workspace 位于实景映射容器中。 其中包含 Imagery 和 Products 两个文件夹。 Imagery 文件夹用于存放工作空间影像集合图层,Products 文件夹则分为 DEMs 和 Orthos 两个子文件夹。
- DEMs 用于存储生成的 DSM 产品。
- Orthos 用于存储生成的真正射影像产品。
- 折叠 SanFrancisco_Workspace。
您将创建备份副本。
- 右键单击 SanFrancisco_Workspace,然后选择复制。
- 右键单击实景映射容器,然后选择粘贴。
新文件夹 SanFrancisco_Workspace-Copy 将被添加到实景映射容器中。
- 右键单击 SanFrancisco_Workspace-Copy 并选择重命名。
- 将文件夹名称更改为 SanFrancisco_Workspace_orig 并按 Enter 键。
这表示此副本为工作空间的原始状态。 这样,工作区的备份就准备好了。
至此,您已完成工作流的第一部分,包括了解 DSM 和真正射影像的概念,下载输入数据,设置 ArcGIS Pro 工程,创建并备份实景制作工作空间。 在工作流的第二部分中,您将执行影像对齐并生成 2D 产品。
处理影像
工程工作空间和影像设置完成后,接下来将进行影像处理工作。 您需要利用连接点和地面控制点来提升影像之间的对齐精度。 接着,您将生成 DSM 和真正射影像。
使用连接点改进影像对齐
要改进输入影像的相对精度,您需要使用连接点,连接点事在相邻影像的重叠区域内识别的公共对象或位置。 校正工具会使用影像匹配技术自动提取连接点,然后使用这些连接点优化两张影像相对于彼此的对齐方式。
- 在功能区的实景制图选项卡中,单击校正组中的校正按钮。
您将设置一些校正工具参数,以确定连接点的质量和精度以及影像对齐过程。
- 在校正窗口中,确认所有执行相机校正下的选项均未选中。
由于捕获影像的相机无畸变,无需执行相机校正。
- 展开高级选项。
- 在 GNSS 设置中,取消选中计算影像的后验标准差旁边的框。
这是一个可选步骤,旨在计算连接点的统计信息,并将其保存在解决方案表中。
- 选中重新投影连接点旁边的复选框。
此操作将确保连接点在地图上正确计算并展示。
- 展开连接点匹配,并选中全帧成对匹配框。
当处理覆盖范围内高程变化大或初始定向参数质量较低的影像时,此选项能够提升连接点匹配的准确性。
- 接受所有默认值,然后单击运行。
该过程需要花费几分钟运行。 您可以关注日志窗口中的进度。 工具将依次报告正在计算连接点、正在计算区域网平差和正在应用区域网平差状态。 考虑到对齐过程的目的,影像将按诸多影像块进行分组。 随后将校正块位置。
- 在该过程完成后,在日志窗口中,识别 MeanReprojectionError(pixel) 行。
此行指示校正精度。 可接受小于 1 像素的平均重新投影误差。
注:
获取的精度值可能与示例中的不同。
- 在内容窗格中,选中 Tie Points 图层旁的框将其打开。
在地图中,将显示校正工具生成的连接点。
您会发现,提取了大量连接点,为影像间的精确调整提供了支持。
- 在内容窗格中,取消选中 Tie Points 图层旁的选项,以关闭该图层。
- 按 Ctrl+S 以保存工程。
至此,您已经提升了影像集合镶嵌数据集中影像的相对精度。
理解地面控制点的重要性
为了进一步提高影像的准确性,可以通过地面控制点来提升它们的绝对精度。 首先,为了更好地理解这一步骤的重要性,您需要观察 Image Collection 图层的当前位置,并将其与 Esri 世界影像图底图进行对比。
- 在功能区地图选项卡的图层组中,单击底图,然后选择影像底图。
此时,世界影像底图将在地图上显示。 本教程包含高品质影像,您将以此作为参照资料。
- 在内容窗格中,关闭图像集合下的 Footprint 图层。
这样,在与底图对比时,可以获取清晰的图像视图。
- 如果需要,可以缩小日志窗格,以扩大地图区域。
- 放大地图至伽利略学院足球场旁的道路区域,该区域位于 C 形码头的南侧。
您应该能在地图上看到与以下示例图像类似的场景:
您将使用滑动工具,对影像集合数据集与世界影像底图进行对比分析。
- 在内容窗格的图像集合下,单击 Image 图层。
- 在功能区影像图层选项卡的比较组中,单击卷帘。
- 在地图上,启用卷帘工具后,从上到下反复拖动地图,以揭开 Image Collection 图层并露出底下的参考底图。
提示:
要使用卷帘工具,必须选中要剥离的图层。
如果需要在使用卷帘工具时移动地图,可按下 C 键并拖动地图。
在滑动过程中,注意 Image Collection 图层上的道路与参考底图上同一要素之间的对齐情况。
- 在浏览完影像后,在功能区的地图选项卡中的导航组中,单击浏览按钮以退出卷帘模式。
为了更准确地定位影像集合,您需要使用地面控制点来提升其绝对精度。
导入地面控制点
导入地面控制点 (GCP) 时,这些点标识了地形中具有已知 X,Y,Z 坐标或仅 X,Y 或 Z 坐标的要素。 这些坐标通常通过外业测量获取,并附有描述以识别点的具体位置。 如果没有经过测量的 GCP,可以使用具有已知精度元数据的参考正射校正影像作为 GCP 的数据源。 本教程中使用的 GCP 是基于正射校正图像得出的,坐标形式为 X,Y,Z。 接下来,您将导入 GCP 到工作空间中。
- 在功能区实景制图选项卡的优化组中,单击管理 GCP 下拉箭头,选择导入 GCP。
随即出现导入 GCP 窗口。
- 在 GCP 文件下,单击 GCP 文件浏览按钮。
- 在选择 GCP 表窗口中,导航至工程 > 文件夹 > SanFrancisco_Data > PP_GCPs。 选择 SanFrancisco_GCPs.csv,单击确定。
然后,您需要为捕获 GCP 选择空间参考。
- 对于设置 GCP 空间参考,单击浏览并选择空间参考按钮。
- 在空间参考窗口中,确保选择当前 XY。 在搜索框中,输入 32610,然后按 Enter 键。
提示:
32610 是 WGS 1984 UTM Zone 10N 坐标系的熟知 ID (WKID)。 您也可以直接搜索该坐标系的名称。
当前 XY 将自动设置为 WGS 1984 UTM Zone 10N。
默认情况下,使用 EGM96 大地水准面填充当前 Z 框,但这并非您所需的数值。 用于派生 GCP 高度值的高程图层未定义垂直坐标系。 因此,当前 Z 应设置为无。
- 单击当前 Z 框将其选中。 在可用 Z 坐标系下,滚动到框的顶部并选择无。
- 单击确定接受更改并关闭空间参考窗口。
- 在地理变换下,由于 GCP 和工作空间使用相同的地理坐标系,无需进行转换。
- 在字段映射部分,设置以下值:
- 对于 X,选择东移。
- 对于 Y,选择北移。
- 对于 Z,选择高度。
- 对于 XY 精度,确认已选择 xyAccuracy。
- 对于 Z 精度,确认已选择 zAccuracy。
- 对于 GCP 照片位置,单击选择 GCP 影像片位置按钮。 导航至工程 > 文件夹 > SanFrancisco_Data,选择 PP_GCPs 文件夹,然后单击确定。
- 对于照片文件扩展名,确认已选择 JPG 格式。
- 接受所有其他默认值,然后单击确定。
数分钟后,GCP 将被导入工作空间。
利用地面控制点提升图像对齐精度。
现在,您将审查刚刚导入的 GCP,并利用它们提高影像集合的绝对定位精度。
- 在内容窗格中,重新打开影像集合下的 Footprint 图层。
- 右键单击影像集合,然后选择缩放至图层。
地图上将显示完整范围。 五个 GCP 以红色十字形标识呈现。 它们分布在影像集合的范围内,符合最佳实践。
接下来,您将打开 GCP 管理窗格,在此处可以检查 GCP,并在航空图像上进行精确定位。
- 在功能区的实景制图选项卡的优化组内,单击管理 GCP 按钮。
GCP 管理器窗格随即出现。
- 如有需要,您可以拖动 GCP 管理器窗格的边缘使其变宽。
- 查看 GCP 管理器窗格。
在 GCP 管理器窗格的顶部,列出了五个已导入的 GCP。 列表中的第一个 GCP 默认处于选中状态。
在窗格下方,列出了所有可能包含当前选中 GCP 的重叠航空影像。 在此案例中,有五张图像。 第一张图像 (11672-Ivl02-color_rgb) 显示在预览区域。
目前,航空影像名称旁显示了灰色加号。 它们表示这些图像中尚未定位 GCP。
接下来,您将开始定位 GCP。
注:
在摄影测量学中,这一操作通常被称为 GCP 测量。
为了辅助定位,提供了带箭头标识的概览照片,指向每个 GCP 的精确位置。 您将为第一个 GCP 显示对应的概览照片。
- 在顶部的 GCP 管理器窗格中,单击第一行将其选中。 在预览部分上方,单击查看 GCP 照片按钮。
随即,预览区域右下角将显示一张概览照片。
GCP 位于深灰色路面矩形的左角。
现在,请在航拍照片中将 GCP 放置到相同的精确位置。
- 再次单击查看 GCP 照片按钮,隐藏概览照片。
- 在 GCP 管理器窗格顶部,选中第一个 GCP 后,单击添加 GCP 按钮。
鼠标指针将变为十字形或加号形状。
- 在显示的 11672-Ivl02-color_rgb 图像上,使用鼠标滚轮放大,以便更清晰地查看希望放置 GCP 的位置。
- 单击深灰色路面矩形的左角定位 GCP。
蓝色十字将出现在该位置,表示 GCP 已成功定位。
提示:
如果对位置不满意,可单击新的更佳位置,蓝色十字会更新到新的位置。
系统此时会自动关联,识别出其它重叠图像中相同的点。 每张成功定位的图像旁都会显示一个蓝色加号。
在此例中,自动关联功能已在所有五张图像上自动定位 GCP。
- 逐一单击这五张图像,预览并核实每张图像上 GCP 的位置是否正确。 如果 GCP 未自动定位,或定位错误,请手动单击正确位置进行放置。
在主地图上,相应的 GCP 现已变绿,表示其放置(或测量)已完成。
在 GCP 管理器窗格中,列表中第一个 GCP 旁将出现井号符号,表示其定位已完成。
- 在 GCP 列表中,依次选中每个 GCP,并重复步骤 6 至 11 进行定位。
全部完成后,所有 GCP 在地图上应显示为绿色。
现在,您将根据 GCP 调整整个影像集合的位置。
- 在 GCP 管理器窗格底部,单击校正。
- 在校正窗口中,接受所有默认选项,然后单击运行。
完成后,检查校正的准确性。
- 在 GCP 管理器窗格中,展开残差概览,查看地面控制点 RMSE 数据。
注:
同样的信息也可以在日志窗格中的 RMSEContrlPoint 行找到。
此外,您还可以生成一份详细的校正报告。 在功能区实景制图选项卡下的审查组中,单击校正报告按钮。
- 在 GCP 管理器窗格中,每个 GCP 的残差都会显示在 GCP 列表中。
GCP 残差信息将显示在 dX、dY 和 dZ 字段中。 这表示 GCP 在航拍图像中的位置与其真实地面坐标(x、y 和 z 方向)之间的偏差。
- 如果对校正结果不满意,可以重新检查 GCP 的定位,并再次执行校正过程。
注:
您得到的精度结果可能与示例图像中的略有不同,这取决于所选 GCP 的确切位置。
确定精度结果是否满意,需根据工程的初步精度要求和所提供的 GCP 的精度来判断。
- 在内容窗格中,关闭 GCPs 图层。
- 按 Ctrl+S 以保存工程。
通过使用 GCP 对航拍图像集合进行校准,提高了其绝对精度。 接下来,您将派生 2D 产品。
生成 2D 产品
现在,您将生成 DSM 和真正射影像。 为了确保工作流简洁,您将仅针对小区域生成这些 2D 产品。 您需要用一个面图层来定义感兴趣区域 (AOI) 的界限。 您需要将其添加至地图以进行检查。
- 在目录窗格中,展开文件夹、SanFrancisco_Data 和 AOI。 右键单击 Small_AOI.shp,选择添加至当前地图。
此时,Small_AOI 图层将在地图上显示。
注:
颜色是随机分配的,可能会有所不同。
确保影像集合的范围略大于 AOI 面。 这可确保包含与 AOI 存在任何重叠的所有影像。 这一点对于生成高品质的成果至关重要。
注意,工程区域内包含较大面积的水域。 建议您利用水体面要素来平整这一区域(亦称为水体限制)。 已提供相应的图层,您现在应将其添加至地图中。
注:
如果您需要为自己的工程创建类似图层,建议使用以下方法之一:
- 利用 ArcGIS Pro Image Analyst 扩展模块中的 ArcGIS Pro 立体映射功能。
- 利用正射影像和重叠 DEM 进行 2D 智能数字化。 请确保所用正射影像的位置精度与工程的区域网平差结果高度一致。
- 如有必要,在目录窗格中,展开文件夹、SanFrancisco_Data 和 AOI。 右键单击 Waterbody.shp,选择添加至当前地图。
地图上将显示 Waterbody 面,它勾勒出了旧金山的海岸线。
- 完成审核后,在内容窗格中关闭 Small_AOI 和 Waterbody 图层。
现在,您将选择产品生成设置。
- 在功能区的实景制图选项卡中,检查产品组。
按照影像校正过程,该组中的一些工具现在可用。 可以使用各个产品按钮(例如 DSM 或真正射影像)单独生成产品,也可以使用多个产品按钮同时进行。 您将使用后一个选项。
- 在实景制图选项卡上,单击多个产品按钮。
实景制图产品向导窗格随即出现并显示产品生成设置页面。
- 取消选中 3D 旁的框,因为不生成这些产品。
如本教程中所用,对于像底点数据集,我们不建议生成 3D 产品。 在此情况下,最佳实践是结合使用倾斜影像和像底点影像。
- 同样,取消选中 DSM 网格选项。
尽管当前数据集支持生成此类产品,但为节省时间,本教程不对其进行讲解。
- 确认已选中数字表面模型 (DSM) 和真正射影像,并单击共享高级设置。
随即显示高级产品设置窗口。 可在其中设置影响要生成的所有产品的参数。
- 在高级产品设置窗口中,对于质量,确认选中超高。
选择超高将生成与源影像分辨率相同的衍生产品,这是能够达到的最高质量。 高质量设置将使衍生产品的分辨率为源图像分辨率的两倍。
- 超高 - 例如,本工程影像集合的 7 厘米分辨率输入,将产生 7 厘米分辨率的 2D 产品。
- 高 - 例如,7 厘米分辨率输入将产生 14 厘米分辨率的 2D 产品。
在这种情况下,您希望生成最高质量的 2D 产品。
- 对于场景类型,确认已选择像底点。
在创建工作空间阶段选择了像底点场景类型。 之所以选择它,是因为教程数据集仅包含像底点图像,建议使用此数据集生成 2D 产品。
- 对于产品边界,在下拉列表中选择 Small_AOI。
生成的 2D 产品将限制为 AOI 要素类定义的范围。
- 对于水体要素,在下拉列表中选择水体。
- 接受所有其他默认值,然后单击确定。
- 在实景制图产品向导窗格中,单击产品生成设置页面上的下一步。
- 在 DSM 设置页面上,对于输出类型,选择镶嵌,并接受所有默认值。
- 单击下一步。
- 在真正射设置页面上,选择以下设置:
- 对于输出类型,选择镶嵌。
- 对于格式,选择云栅格格式。
- 接受所有其他默认值。
- 单击完成。
注:
根据系统资源,2D 产品生成过程可能需要大约 1.5 小时。 作为参考,在一台配备 Intel Xeon 处理器、128GB RAM 和 SSD 硬盘的计算机上,处理时间为 1 小时 27 分钟。
如果您为了节省时间不想运行此过程,则可以将现成的输出数据集用于教程的剩余部分。 在目录窗格中,浏览到文件夹 > SanFrancisco_Data > 输出。 右键单击 SanFrancisco_DSM.crf,选择添加到当前地图。 对 SanFrancisco_TrueOrtho.crf 执行相同操作。
如果您选择使用现成的输出数据集,请继续执行下一节检查真正射。
- 如果您决定运行该过程,单击完成。
在该过程中,状态信息将显示在日志:SanFrancisco_Workspace 窗格中。 当过程完成时,日志将指示产品生成和创建切片的过程已成功。
然后,DSM 和真正射产品将自动添加到地图上。
- 如果未运行工具,并希望通过添加图层来节省时间,可以在目录窗格中,依次展开文件夹、SanFrancisco_Data 和 Output 文件夹。 将 SanFrancisco2D_DSM.crf 和 SanFrancisco2D_TrueOrtho.crf 添加至当前地图。
DSM 和真正射影像将会出现在地图和内容窗格中。
- 在内容窗格中,将 SanFrancisco2D_DSM.crf 重命名为 DSM,并将 SanFrancisco2D_TrueOrtho.crf 重命名为 True Ortho。
检查真正射影像
现已生成 2D 产品、DSM 和真正射。 (或者,您可能选择使用现成的 2D 产品、SanFrancisco_DSM.crf 和 SanFrancisco_TrueOrtho.crf。)接下来,您将检查 True Ortho 图层。 首先,您将移除其他影像图层,从而更清晰地查看 2D 产品。
- 在内容窗格的影像集合下,关闭 Footprint 和 Image 图层。
- 在功能区地图选项卡的图层组中,单击底图并选择地形
地形图底图将显示在地图上,替换了世界影像底图。
- 在内容窗格的数据产品(如果是直接添加结果而不是运行工具,则为参考数据)下,右键单击 True Ortho 图层,然后选择缩放到图层。
真正射影像现在清晰地显示在底图上方。
- 放大并探索真正射影像。
在真正射影像中,您可以清晰地看到旧金山某个社区的高分辨率细节。
下一步,您需要验证真正射影像的分辨率是否达标。
- 在内容窗格中,右键单击 True Ortho 图层,然后选择属性。
- 在弹出的图层属性窗口中,单击源选项卡,展开栅格信息部分,并检查像元大小字段。
您会发现,像元大小为 0.074 米,也就是说分辨率约为 7 厘米,与输入图像的高分辨率一致。
- 单击确定以退出属性窗口。
接下来,您将对真正射影像与影像集合输入影像进行对比分析。
- 在地图上,放大至加利略学院的足球场区域,该区域位于 C 形码头的南侧。
您的地图显示应与以下示例图像相似:
- 在内容窗格的影像集合下,打开 Image 图层。
- 在内容窗格中,关闭 DSM 图层,然后单击 True Ortho 图层将其选中。
- 在功能区栅格图层选项卡的比较组中,单击卷帘。
- 在地图上,启用卷帘工具后,从上到下反复拖动地图,以揭开 True Ortho 图层并露出底下的 Image Collection 图层。
提示:
如果您使用的是预先生成的产品图层,请注意,SanFrancisco_TrueOrtho.crf 图层位于 Image Collection 图层之下,您需要选择 Image Collection 下的 Image 图层,并使用“卷帘”工具将其揭开,以显示下面的 dSanFrancisco_TrueOrtho.crf 图层。
请特别关注高层建筑物:
- 在 Image Collection 图层中,由于透视效应,高层建筑物出现了位移。 某些建筑物倾斜显露出侧墙,屋顶位置也不准确。
- 而在 True Ortho 图层中,这些位移误差已被纠正,建筑物垂直对齐,侧墙不再可见,屋顶也恢复到了其真实的地面位置。
Image Collection 图层中畸变建筑物侧墙用黄色标出(左侧图),而在 True Ortho 图层中,位移误差已被消除(右侧图)。 特别是那两栋弯曲建筑物的位移在 Image Collection 图层中非常明显:它们的屋顶几乎遮盖了前方的车道和草坪。
在 Image Collection 图层(左侧图)中,建筑物遮盖了车道和前方草坪。 对比 True Ortho 图层,建筑物回归到了它们的真实位置,车道和前草坪清晰可见。 由于真正射影像具有高分辨率且无失真,它可以用于精确提取要素,例如建筑物的轮廓。
- 在浏览完 True Ortho 图层后,在功能区地图选项卡中的导航组中,单击浏览按钮退出卷帘模式。
检查 DSM
接下来,您将查看生成的 DSM。
- 在内容窗格中,关闭 True Ortho 图层,然后打开 DSM 图层。
- 右键单击 DSM,选择缩放至图层。
- 然后,在影像集合下关闭 Image 图层。
DSM 图层将显示在地图上。
- 在内容窗格中,右键单击 DSM 图层并选择属性。
- 在弹出的图层属性窗口中,单击源选项卡,展开栅格信息部分,并检查像元大小字段。
与真正射影像相似,像元大小为 0.074 米,也就是说分辨率约为 7 厘米,与输入图像的高分辨率一致。
- 单击确定以退出属性窗口。
将从 DSM 派生出一个山体阴影图层来从另一角度观察 DSM。
- 确保已在内容窗格中选择 DSM 图层。
- 在功能区影像选项卡的分析组中,单击栅格函数按钮。
- 在栅格函数窗格中,键入 Hillshade,单击 Hillshade 栅格函数将其打开。
- 在 Hillshade 属性窗格中,选择 DSM 作为栅格。
- 接受所有其他默认值,然后单击新建图层。
Hillshade_DSM 图层将显示在地图上。
在山体阴影图层中,可以观察到地貌和要素体量细节。
- 按 Ctrl+S 以保存工程。
为了让更广泛的用户群体能够访问真正射和 DSM 产品,您可以将它们发布到您所在组织的 ArcGIS Online 账户上。 您已在本教程的开头看到了此类在线数据示例。 有关详细信息,请参见发布托管场景图层页面。 真正射和 DSM 产品还可以集成到不同的工程中以及与其他 GIS 图层结合使用。
在本教程中,您利用覆盖旧金山部分区域的高分辨率、垂直重叠的影像生成了真正射和 DSM 产品。 您了解了 DSM 和真正射产品的相关知识,下载了输入数据,设置了 ArcGIS Pro 工程,创建了实景制图工作空间,将输入数据填入其中,并进行了备份。 随后使用自动生成的连接点提高了影像对齐的相对精度。 您还使用了从文本文件导入的地面控制点来提高影像对齐的绝对精度。 最后,您使用了多产品向导来生成真正射和 DSM 产品,并对它们进行了深入的检查和分析。
您可以在试用 ArcGIS Reality for ArcGIS Pro 系列中找到更多类似教程。