利用 2D 影像创建 3D 数据
探索影像
无人机的任务已完成,并且您已经收到韦尔策办公楼开发的一系列影像。 无人机捕获的影像在线存储在压缩文件夹中。 您将下载该文件夹,并查看其中一些影像。
- 下载 Drone_Images Zip 文件。
- 在计算机上找到已下载的文件。
注:
根据 web 浏览器的不同,系统可能会提示您选择文件的下载位置。 大多数浏览器将默认下载到计算机的 Downloads 文件夹下。
- 右键单击文件,然后将其解压到容易找到的位置,如 Documents 文件夹。
- 打开文件夹。
此文件夹包含 36 张影像。 您需要在处理之前查看一些影像。
- 双击第一个影像 DSC00153,使用计算机的默认图像查看器将其打开。
该影像显示了正在修建的办公楼。 建筑物施工似乎已经完成,这意味着您可以向建筑物的利益相关方展示近似的已完成结构。
- 关闭影像 打开其他一些影像,查看影像显示的内容。
这些影像从不同角度展示了同一建筑物。 这些影像是倾斜类型。
注:
无人机通常可以拍摄两种类型的影像:竖直向下(像底点)影像或成某个角度(倾斜)影像。 两种类型的影像均适用于 GIS 制图,但会生成不同类型的数据集。 像底点影像可用于创建 2D 正射影像,正射影像是可显示具有一致比例和最小变形区域的航空照片。 可以将正射影像连接起来形成更大的正射镶嵌,由正射镶嵌创建影像底图。
倾斜影像(例如您已下载的影像)可用于创建 3D 点云,3D 点云在 3D 空间中使用数千个点来描绘表面。 点云又可以用于创建 3D 格网,3D 格网将点和三角形连接起来以形成该区域逼真的 3D 示意图。 最终结果是一个导航 3D 场景。
- 关闭所有打开的影像。
在本部分中,您下载并浏览了无人机生成的倾斜图像。
创建工程
现在,您要在 ArcGIS Drone2Map 中创建一个工程,并将无人机影像添加到地图中。
- 打开 ArcGIS Drone2Map。
注:
如果您没有 Drone2Map,请参阅软件访问权限选项。
- 使用您获得许可的 ArcGIS 帐户登录。
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。
此应用程序随即打开。
- 在模板下拉菜单中,单击 3D 产品模板。 此模板用于生成点云和纹理网格。 您将在本教程中使用该模板创建可导航的 3D 建筑场景。
- 对于为您的工程命名,输入 Building Development Project。
您也可以在计算机上选择将存储工程数据的位置。 可以单击浏览按钮来更改默认位置。 接下来,将图像添加到工程中。 您可以单独添加图像,也可以通过上传文件夹添加图像。
- 单击添加文件夹。
将出现浏览影像文件夹窗口。
- 浏览并单击以选择包含影像的 Drone_Images 文件夹。 单击确定以将文件夹的影像添加到影像列表中。
每个图像都有 Lat [Y]、Long [X] 和 Alt [Z] 属性,各自对应于纬度、经度和高度。 无人机在捕获每张影像时会存储这些地理属性,以便在地图上进行定位。
- 单击创建。
一段时间后,创建工程且将影像添加到地图后,可由蓝点表示每张影像。
这些点由橙线连接。 这些线代表无人机捕获影像时的飞行路径。 飞行路径和影像表示无人机绕建筑物飞行的轨迹。
根据组织的设置,底图可能会有所不同。 需要更改底图以匹配以上示例图像。
- 如有必要,在地图上功能区的主页选项卡的图层组中,单击底图并选择影像混合。
无人机影像本身不会显示在地图上。 您看到的影像来自影像混合底图,其分辨率远低于您的无人机影像。
要确保影像在地图上的位置正确,您需要进行缩小并查看周围区域。
- 使用鼠标滚轮按钮缩小直到您在地图上看到标注 Etterschlag 和 Waldbrunn。
如果进一步缩小,您会发现地图上标注 Wörthsee。 Etterschlag 和 Waldbrunn 是 Wörthsee 市的社区。 影像似乎已正确定位。
- 在内容窗格的工程数据下,右键单击影像中心,然后选择缩放至图层。
地图将缩放回蓝点圈。
在此部分中,您要在 Drone2Map 中创建一个工程,并将无人机影像添加到地图中。
生成 3D 产品
现在您的工程已准备就绪,您将处理影像以创建 3D 网格和点云。 首先,您将指定所需的处理参数。
注:
由于无人机影像部分重叠,Drone2Map 可以在后端进行一些计算以派生 3D 信息。 该进程使用来自运动技术的结构。
- 在功能区主页选项卡的处理组中,单击选项。
选项窗口随即显示。 您将查看与您的工程相关的三个参数选项卡:3D 产品、调整影像和常规。
注:
根据您指定的参数以及计算机的资源,处理时间可能需要约 5 分钟到 1 小时。 如果使用您自己的数据,通常要使用高品质的处理生成最终数据产品。 但是,为了更快地完成本教程,您将选择减少处理时间的参数值。
- 在选项窗口中,单击调整影像选项卡。
关键点是影像处理过程中生成的点,代表影像中的唯一位置。 通常,将针对每张影像生成几千个关键点。 关键点代表不同影像中的相同区域,也称为连接点,可以对关键点进行匹配以确定影像的重叠位置。
- 在连接点选项部分中,确保初始图像比例设置为 1/4(图像大小的四分之一),并取消选中优化平差。
- 单击常规选项卡。 将点云密度从高更改为低。
- 单击 3D 产品选项卡。
首先,您将选择点云输出的文件类型。 LAS 是 ArcGIS 中点云的标准文件类型。 这是您要选择的。
- 对于创建点云,请确认已选中 LAS 并且取消选中其他选项。
接下来,您可以选择 3D 纹理格网的输出文件类型。 您可以在 ArcGIS 中打开场景图层包 (SLPK) 文件类型并且共享到 ArcGIS Online,可将其作为目标的合适选择。 下一个格式 OBJ 是普遍接受的 3D 图形文件格式,能够在多种应用程序中打开。 它还是场景图层包的关键组件,因此要创建场景图层包,必须保持其处于选中状态。
- 单击确定。
参数已应用。 现在即可处理影像。
- 在功能区的处理组中,单击开始。
随即运行该过程。 此过程可能需要花费约 5 分钟的时间。 应用程序底部的状态栏会跟踪处理的运行进度,并在完成进程时通知用户。
在本部分中,您处理了无人机影像以创建 3D 产品。
探索 3D 产品
现在,您将花点时间探索您生成的 3D 产品。
- 在 Map Viewer 中单击 3D 地图选项卡。
在 3D 地图上,您可以看到纹理 3D网格。
- 查看 3D 地图上随即出现的点云。 默认情况下,当在 3D 处理选项中选中 LAS 输出格式时,输出 LAS 文件不会出现在地图上。 它们存储在以下路径下的工程文件夹中:<工程名称>\Products\3D\PointCloud\LAS。
- 使用鼠标滚轮按钮放大以更好地查看感兴趣的建筑物。
- 在地图上的探索工具中,单击显示完全控制权限以展开该工具。
- 浏览网格。 使用探索工具的内圈倾斜和旋转。 拖动鼠标进行平移。
3D 格网包含原始无人机影像中所显示建筑物的精确表示。 当放大接近时,纹理会变得更明显,但使用更精确的处理参数将有可能使这些纹理更平滑。 格网将向建筑物的利益相关方提供 3D 设置中建筑物外观的更好指示,而不是一系列影像。
接下来,您将在 3D 视图中探索点云。
- 在内容窗格的 3D 产品下,关闭 3D 网格并打开点云。
在 3D 地图选项卡上,3D 网格被点云替换。
- 使用鼠标或探索工具在点云周围移动以探索。
- 进行放大,直到您能够看到点云的各个点为止。
- 单击几个点以在弹出窗口中查看有关它们的信息,包括它们的高程和坐标。
- 关闭弹出窗口。
点云格式不会直接用于建筑物利益相关者的演示。 但是,它可能是 ArcGIS Pro 等 GIS 应用程序中无数分析的离开点。
接下来,您将在计算机上找到所有 3D 产品。
- 打开计算机的文件浏览器并浏览至 Building Development Project 文件夹。
注:
已在创建工程时创建了此文件夹。 默认情况下,其位于 Documents 文件夹的 Drone2Map 和 Projects 下,或可能为它选择了另一个位置。
- 在 Building Development Project 文件夹中,打开 Products 文件夹,然后打开 3D 文件夹。
3D 文件夹包括所有您在 Building Development Project 中创建的所有 3D 产品。 网格包含 SLPK 和 OBJ 产品,PointCloud 包含 LAS 点云文件。
- 关闭计算机的文件浏览器并返回 Drone2Map。
- 在快速访问工具栏中,单击保存保存工程。
在本部分中,您探索了您生成的 3D 产品并以 2D 和 3D 方式对其进行了可视化。
在线共享 3D 场景图层
您现在需要将场景图层包从 Drone2Map 发布到 ArcGIS Online。 这将允许您将数据轻松与建筑的利益相关者共享。
- 在功能区共享选项卡的共享为组中,单击场景图层。
在共享场景图层窗格中,可以选择要共享的数据产品,以及更改元数据和共享属性。
- 在共享场景图层窗格中,输入以下参数:
- 对于图层,选中 3D 网格。
- 对于标题,输入 Building Development Project,并将您的姓名或首字母添加到默认名称的末尾,以确保该名称在您的组织中是唯一的。
- 对于文件夹,您可以选择要在 ArcGIS Online 帐户中保存场景图层的文件夹(默认为我的内容)。
- 对于描述,输入 The newly constructed Worthsee office building。
- 对于标签,将 Bavaria、Germany、office building 添加到标签列表,然后按下 Enter 键。
- 对于群组,选择要共享场景图层的对象:所有人、组织成员或特定群组的成员。
- 单击共享。
场景图层包和相应场景图层已发布至您的 ArcGIS Online 帐户。 几分钟后将显示一条消息,确认发布已完成。
- 单击清除已完成。
- 按 Ctrl+S 以保存工程。
您现在将在 ArcGIS Online 中查看已发布的 3D 场景。
- 转到 ArcGIS Online 并登录。 在顶栏上,单击内容。
- 浏览至 Building Development Project Mesh 场景图层,然后单击它以打开该场景的信息页面。
- 单击在 Scene Viewer 中打开。
3D 场景显示,其中包含图层。 您将在 3D 场景图层中探索。
- 使用导航工具在平移和旋转之间切换。 或者单击、右键单击、拖动并使用鼠标滚轮按钮进行平移、缩放、倾斜和旋转。
Web 场景允许您放大并以 3D 方式查看建筑物的细节。 您现在可以将数据与建筑的利益相关者共享。
在接下来的步骤中,您可以向场景中添加更多图层和信息,创建内置幻灯片以突出显示场景中有趣的方面等等。 请参阅 Scene Viewer 入门教程以探索这些功能。
在本教程中,您根据无人机影像生成了 3D 数据产品。 然后,您将场景图层发布到 ArcGIS Online 以与相关方共享。 您还有一个 LAS 点云数据集,可以在 ArcGIS Pro 或其他应用程序中打开以进行进一步分析。
您可以在影像和遥感简介页面上找到更多此类教程。