创建捕获会话

捕获会话将组合在单张照片飞行中捕获的所有相关信息,执行对齐和重建步骤将需要这些信息。 可以为使用仅像底点传感器或者多头传感器系统以及每个图像的相应定位信息捕获的影像构建捕获会话。

在像底点传感器系统中,传感器将竖直指向下方并捕获其下方表面的影像。 以这种方式采集的图像称为像底点图像。

以下图像为像底点影像的示例:

像底点影像的示例

下图是像底点照相机锥体和图像覆盖区的示意图:

像底点照相机锥体和图像覆盖区示意图

在多头传感器系统中,传感器以向前、向后和侧面的角度指向多个方向。 以一定角度采集的图像称为倾斜图像。 多头系统还可以包含用于采集像底点图像的传感器。

下图是倾斜影像的示例:

倾斜影像的示例

下图是多头传感器的示意图,其中显示了照相机锥体和图像覆盖区:

多头传感器照相机锥体和图像覆盖区示意图

定位信息可以基于导航信息或者在外部航空三角测量进程中得出的高精度位置。

您将添加到捕获会话的数据包括以下内容:

  • 使用多头传感器系统 (IGI UrbanMapper) 捕获的 873 张图像
  • 包含每个图像的定位信息的 ASCII 文件 (GNSS_IMU_whole_Area.csv)
  • 包含所需传感器规格的文件 (Camera_template_Frankfurt_UM1.json)
  • 包含感兴趣区域和水体几何的文件地理数据库 (AOI_and_Waterbody.gdb)

下载数据

本教程的数据大约占用 26 GB 磁盘空间。

  1. 下载 Frankfurt_City_Collection.zip 文件。
    注:

    根据您的连接速度,下载此 26 GB 的文件可能需要较长时间。

  2. .zip 文件提取到本地计算机上的文件夹中,例如 D:\Datasets\Frankfurt_City_Collection

启动捕获会话

接下来,您将创建捕获会话。

  1. 启动 ArcGIS Reality Studio
  2. 欢迎屏幕上,单击新建捕获会话

    “新建捕获会话”选项

  3. 捕获会话窗格中,对于捕获会话名称,键入 Frankfurt_Flight_RS
  4. 对于方向文件格式,单击 ASCII 文本文件(.txt、.csv 等)

    ASCII 文本文件方向文件格式

    随即显示一条通知,指示数据必须采用受支持的方向数据格式约定。

  5. 对于方向文件路径,浏览至已提取的 Frankfurt_City_Collection 文件夹。 选择 GNSS_IMU_whole_Area.csv,然后单击确定

    GNSS_IMU_whole_Area.csv 文件

  6. 对于空间参考,单击浏览按钮。

    “空间参考”浏览按钮

  7. 空间参考窗口中,对于当前 XY,在搜索框中键入 25832 并按 Enter 键。

    搜索框中的 25832

    搜索此熟知 ID (WKID) 代码将返回 ETRS 1989 UTM Zone 32N 坐标系。 即位置文件中使用的 XY 坐标系。

  8. 在结果列表中,单击 ETRS 1989 UTM Zone 32N

    您已设置 XY 坐标系。 接下来,将设置 Z 坐标系。

  9. 单击当前 Z

    “当前 Z”选项

  10. 对于当前 Z,在搜索框中输入 7837 并按 Enter 键。

    搜索框中的 7837

  11. 在结果列表中,单击 DHHN2016 高度

    您已设置 Z 坐标系。

  12. 空间参考窗口中,单击确定
  13. 数据解析部分中,对于起始行解析,键入 22 并按 Enter 键。

    “起始行解析”参数

    已导入的 GNSS_IMU_whole_Area.csv 方向文件是逗号分隔的文本文件。 包含 21 行标题部分,而 ArcGIS Reality Studio 将用于处理图像的数据从第 22 行开始。 在此框中输入 22 将跳过标题行。

    注:

    另一种跳过标题的方法是指定开始注释行的字符。 在此文件中,# 符号为注释字符,因此您也可以通过在用于忽略行的符号框中键入 # 来跳过标题。

    ArcGIS Reality Studio 能够正确读取文件后,检测到的方向数量将会在绿色突出显示框中列出。 在本例中,检测到 7775 个方向。 这些是在飞行期间采集的方向。 这大于教程中使用的 873 个图像,因为教程图像是较大集合的子集。

  14. 单击下一步

    “下一步”按钮

定义方向文件的参数

存在多种图像定向系统,这些系统将以不同的方式标注采集的参数数据。 在本例中,已导入的 GNSS_IMU_whole_Area.csv 文件包含图像名称、X、Y、Z、Omega、Phi 和 Kappa 值,其顺序与其在数据标注表中显示的顺序相同。 您需要将字段与文件中的数据位置进行匹配。

  1. 数据标注部分中,对于图像名称,选择列表中的第一个项目。

    图像列表中的第一个项目

    文件中的 Place 1 包含由下划线字符分隔的代码值组成的数据。

  2. 对于 X,选择列表中的第二个项目。

    图像列表中的第二个项目

    文件中的 Place 2 包含由浮点型数据组成的数据。

    您将继续将字段名称映射到数据文件中的位置。

  3. 对于 Y,选择列表中的第三个项目。
  4. 对于 Z,选择列表中的第四个项目。
  5. 对于 Omega,选择列表中的第五个项目。
  6. 对于 Phi,选择列表中的第六个项目。
  7. 对于 Kappa,选择列表中的第七个项目。

    数据标注已完成

    设置 Kappa 值后,在照相机系统分配部分中,将出现一个绿色框,其中包含文件中已分配的方向数量。

  8. 跳过照相机名称字段。

将方向数据与图像相关联

方向数据文件包含 ArcGIS Reality Studio 将用于重建场景的信息。 存在多个照相机和方向追踪系统。 将以不同的方式在位置数据和照相机之间建立关系,具体取决于用于采集图像的系统所使用的约定。 以下是两种主要方式:

  • ASCII 方向文件可能包含带有照相机名称的列。
  • 图像文件名包含用于标识照相机的字符串。

在本教程中,图像文件名包含一个用于标识照相机的字符串。

  1. 照相机系统分配部分中,单击选项按钮并选择导入模板

    “导入模板”选项

  2. 浏览至 Frankfurt_City_Collection 文件夹,选择 Camera_template_Frankfurt_UM1.json,然后单击确定

    模板文件

    照相机系统分配部分随即进行更新,其中包含照相机名称和 ID 值的表格。

    添加了包含照相机名称和 ID 的表格

    接下来,您将在图像文件名中输入与照相机相对应的代码。

  3. 对于,在照相机 ID 列中键入代码 _11000
  4. 对于,在照相机 ID 列中键入代码 _11900
  5. 对于像底点,在照相机 ID 列中键入代码 _NAD
  6. 对于,在照相机 ID 列中键入代码 _11600
  7. 对于,在照相机 ID 列中键入代码 _11100

    照相机系统分配表

    照相机系统分配表现在将照相机名称与图像文件名中嵌入的照相机 ID 代码进行匹配。

    捕捉会话选择部分将显示在照相机系统分配表下方。

    在此部分中,您可以选择处理特定照相机会话或者所有照相机会话。 在本教程中,您将处理所有照相机会话。

  8. 单击 Frankfurt_Flight_RS 按钮选择完整的捕获会话,包括所有五个照相机会话。

    “捕获会话选择”选项

    选中捕获会话。

    选中捕获会话。

  9. 单击下一步

    单击“下一步”。

查看照相机会话

照相机会话部分中,您可以查看用于捕获图像的照相机参数。

  1. 照相机会话部分中,单击 Forward_Frankfurt_Flight_RS

    “前”照相机参数

    接下来的部分包含有关用于采集前视图像的照相机的信息。 此信息已包含在之前导入的 Camera_template_Frankfurt_UM1.json 文件中。

  2. 向下滚动以查看传感器定义部分中的数据。

    传感器定义数据

    列出的每个照相机会话都有一个相应的数据表,其中记录了用于捕获该组图像的照相机和镜头系统的物理属性。

    注:

    如果尚未从 Camera_template_Frankfurt_UM1.json 文件中导入照相机数据,则可以手动输入来自影像提供商的数据。

  3. 或者,单击其他照相机会话并查看其参数。
  4. 单击完成

    随即构建捕获会话。 此进程将需要一分钟左右的时间。 随即出现工程树窗格。

    “工程树”窗格

    还会出现进程管理器窗格。 将显示当前进程的状态。

    “进程管理器”窗格

    随即出现全球视图,其中显示了照相机捕获的位置。

    全球视图

将捕获会话链接到图像文件

接下来,您需要将所选捕获会话连接到图像文件数据位置。 将为每个照相机会话执行该步骤。

  1. 工程树窗格中,展开条目 Forward_Frankfurt_Flight_RS

    工程树窗格中的 Forward_Frankfurt_Flight_RS

    当前图像数量为 0。

    您需要将把图像数据连接到前视图像。

  2. 工程树窗格中,展开 Forward_Frankfurt_Flight_RS 部分,然后单击添加图像

    “添加图像”选项

  3. 浏览至 Frankfurt_City_Collection 文件夹,选择 jpg 文件夹,然后单击确定

    用于存储图像的 jpg 文件夹

    将图像链接到其采集数据时,进程管理器窗格将会显示进度。

    链接图像时的进程管理器

    该进程完成后,Forward_Frankfurt_Flight_RS 将显示 160 个图像。

    现在,您需要向下一个照相机会话添加图像。

  4. 工程树窗格的 Nadir_Frankfurt_Flight_RS 部分中,单击添加图像

    像底点捕获会话图像

  5. 选择图像、文件夹或列表文件窗口中,选择 jpg 文件夹,然后单击确定

    “选择图像、文件夹或列表文件”窗口中的 jpg 文件夹

    您需要针对每个照相机会话重复此过程。

  6. 工程树窗格的 Backward_Frankfurt_Flight_RS 部分中,单击添加图像
  7. 选择图像、文件夹或列表文件窗口中,选择 jpg 文件夹,然后单击确定
  8. 工程树窗格的 Right_Frankfurt_Flight_RS 部分中,单击添加图像
  9. 选择图像、文件夹或列表文件窗口中,选择 jpg 文件夹,然后单击确定
  10. 工程树窗格的 Left_Frankfurt_Flight_RS 部分中,单击添加图像
  11. 选择图像、文件夹或列表文件窗口中,选择 jpg 文件夹,然后单击确定

    将捕获会话链接到其图像后,即可可视化图像覆盖区。

  12. 工程树窗格中,单击可视化

    “可视化”选项卡

  13. Forward_Frankfurt_Flight_RS 部分中,选中图像覆盖区

    Forward_Frankfurt_Flight_RS 捕获会话的覆盖区

    图像覆盖区将显示在全球视图中。

    图像覆盖区显示在全球视图中

  14. 取消选中图像覆盖区

定义感兴趣区域并添加水体

对齐图像之前的最后两个步骤是定义工程的感兴趣区域并确定水体所在的位置。

  1. 在功能区主页选项卡的导入部分中,单击几何并选择感兴趣区域

    “感兴趣区域”选项

  2. 选择感兴趣几何区域窗口的计算机部分中,浏览至 Frankfurt_City_Collection 文件夹。

    文件夹中的地理数据库

  3. 双击 AOI_and_Waterbody.gdb 地理数据库以将其展开。 单击 Frankfurt_AOI 要素类,然后单击确定

    AOI 要素类

    随即将 Frankfurt_AOI 面要素类添加至全球视图。

    全球视图中的 AOI

    指定感兴趣区域几何可防止处理不必要的数据,从而最大限度地减少总处理时间并降低存储要求。

  4. 在功能区主页选项卡的导入部分中,单击几何,然后单击水体

    “水体”选项

  5. 选择水体几何窗口的 AOI_and_Waterbody.gdb 中,单击 Frankfurt_waterbody,然后单击确定

    Frankfurt_waterbody 要素类

    随即将 Frankfurt_waterbody 面要素类添加至全球视图。

    全球视图上的水体面

    指定水体几何可以展平并简化水体内的区域。 由于水的反射性质,这些可能难以处理并导致不理想的输出。

    捕获会话已完全定义。 现在可以保存工程。

  6. 在功能区上,单击保存工程

    “保存工程”按钮

  7. 将工程另存为窗口中,浏览至具有足够可用磁盘空间的位置,键入2023-Frankfurt_Reality_Studio_Totorial,然后单击保存

您已定义了捕获会话,设置了坐标系和照相机属性,将位置和方向数据链接到了捕获的图像,并保存了工程。 现在,您已经准备好开始调整图像,以便开始根据这些图像创建产品。


执行对齐

根据照片飞行期间记录的 GNSS 导航数据构建了捕获会话。 此外部方向信息通常不够精确,无法创建较高几何质量的诸如真正射或 3D 网格等产品。 为了优化导航数据,您将运行对齐。 在对齐(也称为航空三角测量)期间,通过确定重叠图像之间的同源点(连接点)来连接各个图像。 通过许多此类图像测量,可以对图像块进行数学调整,以优化每个图像的方向参数。 通过手动测量地面控制点,可以获得附加精度。

创建对齐

要对齐图像,您必须向工程添加对齐。

  1. 在功能区主页选项卡的处理部分中,单击新建对齐
    “新建对齐”按钮
  2. 对齐窗格中,对于对齐名称,键入 Frankfurt_AT

    “对齐名称”参数

  3. 照相机会话部分中,选中数据集

    此对齐将使用所有捕获会话,因此应将其全部选中。

    已打开所有捕获会话

  4. 控制点部分中,单击导入控制点

    “导入控制点”选项

  5. 选择输入文件窗口中,浏览至 Frankfurt_City_Collection 文件夹并打开 GroundControlPoints 文件夹。 选择 Ground_Control_Points.txt,然后单击确定

    Ground_Control_Points.txt 文件

  6. 控制点导入窗口中,单击空间参考浏览按钮。
  7. 可用 XY 坐标系框中,键入 25832 并按 Enter 键。

    XY 坐标系

  8. 单击 ETRS 1989 UTM Zone 32N
  9. 单击当前 Z 框。 在可用 Z 坐标系框中,键入 7837 并按 Enter 键。

    Z 坐标系

  10. 单击 DHHN2016 高度,然后单击确定
  11. 对于选择分隔符,接受默认分隔符:逗号
  12. 单击下一步

    “下一步”按钮

  13. 查看列标注。

    列标注

    默认值正确。

  14. 单击导入

    随即将控制点添加至全球视图。

    全球视图上的控制点

  15. 对齐窗格的控制点部分中,选中数据集。 展开数据集以查看新的 Ground_Control_Points 数据。

    新的 Ground_Control_Points 项目

    标准差部分用于修改图像位置(XYZ 位置和旋转角度)以及导入的地面控制点的给定精度(先验标准差)。 对于本教程,默认值正确。

    感兴趣区域参数用于指定要调整的区域。 在本教程中,您将对整个数据集执行对齐,因此无需设置感兴趣区域。

  16. 单击创建

    单击创建按钮

    单击创建将向功能区添加对齐选项卡。 对齐已准备好运行。

    运行对齐将启动自动连接点匹配和光束法区域网平差进程。 这是一个计算密集型进程,处理的持续时间将取决于计算机硬件。

    在配备 128 GB RAM、AMD Ryzen 24 核 CPU @3.8 GHz 和 Nvidia GeForce RTX4090 GPU 的计算机上,此进程大约需要 2 小时。

  17. 单击运行

    “运行”按钮

    进程管理器窗格中,将显示对齐进程状态。

    进程管理器中的“对齐”状态

  18. 展开对齐进程以查看步骤。

    “对齐”进程

    进程管理器用于追踪对齐进程的各个阶段及其状态。

    在该进程运行期间,这可能是休息或者执行其他操作的好时机。

    该进程完成后,将在进程管理器窗格中列出。

    进程已完成消息

    对齐完成后,随即出现 QA 窗口。 此窗口将显示光束法区域网平差的关键统计数据。

    对齐完成时的 QA 窗口

测量地面控制点

在初始对齐前后,可以测量地面控制点。 在对齐之后执行此操作的好处是,软件已细化图像位置,并且可以更好地指示测量位置。

  1. QA 窗口的概览选项卡上,向下滚动并展开计数

    值为 0 的图像测量

    地面控制点行的图像测量列指示尚未对地面控制点进行任何图像测量。 您现在需要添加一些。

  2. 或者,关闭 QA 窗口。
  3. 在功能区对齐选项卡的工具部分中,单击图像测量

    “图像测量”按钮

    随即显示测量窗口。 左侧窗格显示了工程区域的全球视图以及包含可用地面控制点的控制点表。

    “图像测量”概览

    注:

    如果对齐选项卡不可见,请在工程树窗格中向下滚动至对齐部分,然后单击 Frankfurt_AT

    图像窗格显示了一组图像测量工具说明。

    图像控制点测量说明

  4. 查看该信息。 完成后,请关闭信息窗口。
  5. 控制点表中,单击第二行(点 990004)的行号。

    选择第二个地面控制点。

    当单击第二行的标题时,图像列表部分将进行更新以显示包含点 990004 的所有图像,第一张图像将显示,以及指示投影点位置的粉色圆圈。

    选择第二个 GCP(编号 990004)的结果

    地面控制点在任何给定图像中可能可见,也可能不可见,因为每个控制点都是从不同的位置和角度拍摄的。 树木、建筑物、汽车或行人可能会遮挡某些图像中点的视野。 眩光或阴影可能会使地面控制点融入图像的背景中。 在测量时,可以跳过看不到点的图像。

    您看到的图像可能不会按照教程中显示的顺序出现。 对于每个图像,应该确定地面控制点是否可见。 如果不可见,则可以通过按 F 键跳过图像。 如果该点可见,使用鼠标滚轮放大该点,然后单击图像中该点的中心以测量其计算位置与图像中位置之间的差异。

  6. 将指针移到图像上,然后使用鼠标滚轮放大粉色圆圈点,该点表示该图像的投影点位置。

    第一个投影点的位置

    该点位于交点处,拍摄图像时部分车辆位于交点。 幸运的是,在这张图像中,地面控制点是一个可见的光点,周围有较暗的圆圈。

    放大图像中的地面控制点

  7. 单击图像中地面控制点的中心。

    单击的位置现在被标记为测量点。

    第一个测量点显示在图像和表中。

    该图像表的状态列将更新为绿色测量点符号。

  8. F 键以移动至下一个图像。
  9. 单击图像中地面控制点的中心。

    单击第二个测量点。

    随即添加第二个测量点。

    添加此点后,将启用查找建议按钮。 该工具旨在帮助您测量地面控制点。 它使用投影点并检查影像以查找与您在当前图像中标记的点相似的位置。

  10. 单击查找建议

    单击“查找建议”按钮。

    工具将扫描该地面控制点的图像。 这可能需要一分钟左右。

  11. 在表格中,单击第一条建议。

    单击第一条建议。

    图像显示一个红色方框,指示建议点的位置。

    建议很好,您可以接受。

  12. 单击接受以接受建议。

    单击接受。

    随即添加该测量点并显示下一张图像。 它也有一个建议点。

  13. 单击接受以接受建议。

    下一个点没有建议,因此您将通过单击图像中的地面控制点进行手动添加,与添加前两个点一样。

  14. 单击图像中地面控制点的中心。

    单击点。

    将添加测量点,查找建议工具再次激活。

    查找建议激活。

  15. 单击查找建议

    工具将扫描该地面控制点的图像。 这可能需要一分钟左右。

    工具会为更多图像提供建议。 您可以使用表浏览这些建议,并通过单击接受按钮手动接受每一项建议,也可以通过单击全部接受按钮接受所有建议。

  16. 单击全部接受

    单击全部接受。

    现在,显示地面控制点 990004 的 128 张图像中有 46 张有测量结果。

采集前置照相机的点

您可以滚动表来查看测量点的分布。 照相机列表示哪个照相机捕获了每个图像。 您希望确保每个照相机有大约五个测量结果。 为此,您将根据列值对表进行排序。

  1. 单击照相机列标题。

    单击照相机在该列进行排序。

    现在图像的表按照相机排序。

  2. 向下滚动表查看每个照相机是否正确显示。

    向后有几个测量点。 向前仅有一个。 左侧有一些,但可以使用更多。

  3. 单击前向照相机图像之一测量控制点位置。

    单击前向照相机图像。

  4. 单击图像中地面控制点的中心。

    单击以测量前向点。

  5. 单击查找建议

    还有几张图像有建议点。

    带建议点的前向照相机图像

  6. 单击带有建议点的每个图像,验证建议点是否与测量点的正确位置匹配,然后单击接受

    您还可以查看点并单击全部接受

采集左侧照相机的测量结果

接下来,您将采集左侧照相机的一些测量结果。

  1. 向下滚动至左侧照相机图像。
  2. 单击左侧照相机图像之一测量控制点位置。

    单击左侧照相机图像。

  3. 如果图像显示地面控制点,请单击它以添加测量点。 如果不显示,按 F 键移动至下一个图像。
  4. 采集左侧照相机图像的测量点之后,单击查找建议
  5. 单击带有建议点的每个图像,验证建议点是否与测量点的正确位置匹配,然后单击接受

    您还可以查看点并单击全部接受

    现在,显示地面控制点 990004 的 111 张图像有测量结果。 每个照相机都正确显示。 这已经足够。

采集另一地面控制点的测量结果

您已采集地面控制点 990004 的测量结果。 下一步是继续采集其他地面控制点的测量结果。 您应该为至少五个其他地面控制点的每个照相机采集代表性测量结果。 使用您在第一个地面控制点学到的相同技巧。

  • 如果地面控制点在图像中不可见(例如,如果被汽车、建筑物或树木隐藏),请按 F 以跳过该图像。
  • 如果建议点位置显示正确,请单击接受
  • 如果建议点位置显示不正确,请单击地面控制点的位置。

  1. 控制点表中,单击第三行(点 990007)的行号。

    选择下一个地面控制点。

    当单击此行的标题时,图像列表部分将进行更新以显示包含点 990007 的所有图像,第一张图像将显示,以及指示投影点位置的粉色圆圈。

    选择第二个 GCP(编号 990007)的结果

    注:

    某些地面控制点(例如点 990007)并未通过点在地面上进行清晰标记,而是在视觉上可区分的位置(例如人行横道拐角处)采集的。

    Frankfurt_City_Collection 文件夹中,GroundControlPoints 文件夹包含一组图像,这些图像在地面控制点位置处显示了绿色的测量点标记。

    地面控制点位置参考图像

    如果您打开此文件夹中的 990007 图像文件,您将看到该地面控制点是在人行横道拐角处采集的。 对于每个地面控制点,请查看此文件夹中的相应图像,以在测量前对位置进行验证。

    人行横道拐角处的地面控制点

    当显眼的现有位置用作地面控制点时,测量人员通常会在一组外业记录中记录该位置,并拍摄一张照片,其中显示了该位置处的 GPS 天线。 该文件夹中的图像模拟了此类外业数据。

  2. 使用鼠标滚轮可以放大至更接近地面控制点的位置,然后单击人行横道拐角。

    在拐角处添加测量点。

  3. 继续测量点。

    继续工作,直到您为每个地面控制点的五个照相机中的每一个采集大约五个测量结果。

    请记住地面控制点在任何给定图像中可能可见,也可能不可见,因为每个控制点都是从不同的位置和角度拍摄的。 树木、建筑物、汽车或行人可能会遮挡某些图像中点的视野。 眩光或阴影可能会使地面控制点融入图像的背景中。 在测量时,可以跳过看不到点的图像。

    您看到的图像可能不会按照教程中显示的顺序出现。 对于每个图像,应该确定地面控制点是否可见。 如果不可见,则可以通过按 F 键跳过图像。 如果该点可见,使用鼠标滚轮放大该点,然后单击图像中该点的中心以测量其计算位置与图像中位置之间的差异。

    所有 GCP 都具有测量结果。

    控制点表显示每个控制点的重新投影误差的统计数据。 如果某些控制点的重新投影误差统计数据高于其他控制点,则可以单击控制点表中的行标头,然后在图像列表中搜索并重新测量,或者移除重新投影误差值较高的图像。

移除测量结果

如果控制点的重新投影误差较高,您可能需要删除测量结果或重新测量。

您可以检查控制点表中的统计数据。

在此示例中,990002 具有最高的最大重新投影误差值。

点 990002 具有最高的最大重新投影误差值。

您在表中看到的值将取决于您进行的测量,并且与这些示例图像不匹配。

  1. 单击点 990002 的行标题。
  2. 图像表中,单击重新投影误差 (xy) 的列标题。

    表将按重新投影误差 (xy) 值排序。

  3. 滚动查看重新投影误差 (xy) 值最高的图像。
  4. 单击高重新投影误差 (xy) 值。

    单击高值。

  5. 单击移除

    删除测量结果。

    控制点表中,检查值是否有所改进。

    控制点表中的值得到改进。

将地面控制点更改为检查点

检查点用于评估和报告对齐的精度。 出于质量保证的目的,可以使用输出图像方向来评估其 3D 位置和图像残差。 您需要将其中一个地面控制点转换为检查点。

  1. 控制点表中,单击第四行(地面控制点 990006)的标头。

    第四行

    将突出显示该地面控制点的行。

  2. 控制点表顶部的工具栏上,单击设置角色并选择 CP

    将角色设置为检查点。

    在表中,角色随即更改为 CP,表示这是一个检查点

    角色现在是检查点。

优化对齐

添加和测量控制点或者更改对齐的其他设置后,您需要再次运行对齐,以根据新信息优化位置。 由此将重新运行光束法区域网平差,但其运行速度将比初始对齐进程快得多。

  1. 在功能区对齐选项卡的进程部分中,单击运行

    “运行”按钮

    进程管理器随即打开并显示了对齐进程的进度。 一两分钟后,该进程将完成。

    随即显示 QA 工具窗格。

    “QA 工具”窗格

    要检查对齐结果的质量,请检查 QA 工具窗格上的统计数据。

    为了获得此数据的最佳结果,请记住以下几点:

    • 对于校准良好的摄影测量照相机,整体 Sigma 0 值应小于 1 像素。
    • 连接点重新投影误差的 RMS,预计也小于 1 px。
    • 控制点水平和垂直对象残差的 RMS 应小于 1.5 GSD (12 cm)。

    您还应该检查计数数据,例如每个图像的自动连接点数量和每个连接点的图像测量,这些数据可指示连接点在工程区域中的分布情况,以及通过公共测量连接相邻图像的情况。 您还可以在全球视图中查看连接点可视化。

    注:

    这些步骤旨在为分析对齐结果提供基础指导。 对质量进行深入分析需要了解工程要求和规范以及输入数据的质量。

  2. QA 窗格中,单击常规信息并查看 Sigma 0 值。

    Sigma 0 值

    本示例中的值为 0.7616,对于该数据集来说,这是一个很好的值。

  3. QA 窗格的右侧,向下滚动到重新投影误差部分并查看自动连接点重新投影误差部分,然后单击查看表按钮。

    连接点重新投影误差图表

    连接点重新投影误差表

    本示例中连接点重新投影误差的 RMS 值为 0.762,对于该数据集来说,这是一个很好的值。

  4. QA 窗格的右侧,向上滚动到 3D 残差部分。 查看地面控制点残差部分。

    “地面控制点残差”部分

    地面控制点残差值

    本示例中地面控制点残差的 RMS 值为 0.079 米,对于本次练习来说,此值是可以接受的。

  5. QA 窗格的左侧,向下滚动并展开计数部分。

    计数统计数据

    在此示例中,存在 6 个地面控制点(具有 463 个图像测量)和 1 个检查点(具有 98 个图像测量)。

  6. 或者,查看其他 QA 统计数据和测量。
  7. QA 工具中,单击控制点选项卡。

    “控制点”选项卡

    控制点表随即出现。

    在 QA 工具中打开控制点表

    可以使用此表校验每个控制点的 X、Y 和 Z 残差。 意外的大值可能指示可能需要重新测量的点。

    您还可以查看实际工程数据(地面控制点、自动连接点、图像位置)的地理。

  8. 在功能区对齐选项卡的显示部分中,单击自动连接点

    “自动连接点”按钮

    自动连接点绘制在显示窗格中。

    “显示”窗格中的自动连接点

    如果其他元素(例如照相机位置)正在自动连接点上绘制,您可以单击工程树,单击可视化,展开捕获会话,展开 Frankfurt_Flight_RS,然后对于每个照相机,关闭照相机位置

  9. 单击自动连接点下拉箭头并选择重新投影误差 RMS

    “重新投影误差 RMS”选项

    显示窗格随即进行更新,以显示由重新投影误差 RMS 表示的手动连接点。

    已更新符号系统

  10. QA 工具中,单击自动连接点选项卡。

    该表显示了自动连接点。

    自动连接点

    可以查看此表中的数据并对其进行排序,以识别具有最高误差值的自动连接点。

  11. QA 工具中,单击概览选项卡。 在右侧,滚动到重新投影误差部分并查看自动连接点重新投影误差直方图。

    “自动连接点重新投影误差”直方图

    该直方图的符号系统与全球视图的符号系统相匹配。

  12. 在功能区对齐选项卡的结果部分中,单击报告

    “报告”按钮

  13. 创建对齐报告窗口中,浏览至保存该报告的位置。 对于名称,键入 Frankfurt_AT_report

    “创建对齐报告”窗口

  14. 单击保存

    PDF 随即保存在您的计算机上。 可以通过此方法来共享对齐的 QA 统计数据。

    样本报告

  15. 关闭 QA 工具并保存工程。

您已执行初始对齐、添加了控制点、优化了对齐并检查了对齐统计数据。 您还导出了对齐统计数据的 PDF 副本以记录您的工作,并与利益相关者共享。

接下来,您将使用已对齐的数据来创建重建。


执行重建

对齐过程已完成,并且结果已经过检查并确定为高质量后,即可创建输出产品。 在本教程中,您将创建 3D 点云和 3D 网格。

创建重建

生成产品的第一步是创建重建。

  1. 在功能区上,单击主页选项卡。 在处理部分中,单击新建重建

    “新建重建”按钮

  2. 重建窗格中,对于重建名称,键入 Frankfurt_RS_3D

    “重建名称”参数

    此重建会话将用于创建两个 3D 输出。

  3. 对于捕获方案,单击下拉列表并选择航空倾斜

    “航空倾斜”选项

    选择方案将会设置一些输出产品和处理设置。

    航空倾斜设置现在非常有用,因为示例数据为多头捕获会话,并且所有可用影像将用于创建输出 3D 产品。 当创建 2D 产品时,航空像底点设置将更有用。 为了获得最佳质量,应仅使用像底点图像来生产 2D 产品。

  4. 照相机会话部分中,选中已创建的 Frankfurt_AT 对齐会话。

    Frankfurt_AT 对齐会话

    随即选择该对齐。

    所选对齐

  5. 产品部分中,查看输出产品。

    将突出显示点云网格产品。

    “点云”和“网格”输出产品

    默认情况下,将导出 SLPK 网格格式。 如果您选择,则对于输出网格,可以选中其他格式。

  6. 工作空间部分中,指定用于重建输出的本地文件夹。

    重建过程的结果将存储在那里。 确保有足够的磁盘空间用于输出。

  7. 可选部分中,对于质量,单击超高

    “超高”输出质量

    超高设置将以原始图像分辨率运行 3D 重建。 此选项将比高质量选项花费更多的时间来处理,但结果看起来将更好。 在配备 128 GB RAM、AMD Ryzen 24 核 CPU @3.8 GHz 和 Nvidia GeForce RTX4090 GPU 的一台计算机上,此进程大约需要 8 小时。

    如果您希望输出的细节略有降低且纹理分辨率较低,则可以选择质量选项。

    注:
    重建过程旨在支持分布式环境中的处理,其中运行 ArcGIS Reality Studio 的工作站本地网络作为处理节点。 要在这样的环境中高效运行,流程被分为单独的任务,工程被分为可管理的子工程。

    要在多个节点上运行重建,您需要指定以下内容:

    • 用于收集重建运行结果的工作空间。 每个处理节点都需要可以访问工作空间。
    • 临时处理文件夹,用于存储自动定义的子工程的中间处理结果。

  8. 对于感兴趣区域,选择 Frankfurt_AOI

    Frankfurt_AOI 选项

    感兴趣区域用于将输出产品的处理限制为与工程相关的图像。

  9. 对于水体几何,选择 Frankfurt_waterbody

    Frankfurt_waterbody 选项

    水体几何参数用于展平并简化水体内的区域。 由于水的反射性质,这些可能难以处理并导致不理想的输出。

  10. 对于校正几何,接受默认值
  11. 单击创建

    “创建”按钮

    这样就完成了重建设置。 重建将添加至工程树窗格。

    “工程树”窗格中的重建会话

运行重建

完成重建设置后,下一步即可运行该重建。 这将需要一些时间,具体取决于您的计算机资源。 在配备 128 GB RAM、AMD Ryzen 24 核 CPU @3.8 GHz 和 Nvidia GeForce RTX4090 GPU 的一台计算机上,此进程大约需要 8 小时。 添加其他节点将加快进程。

  1. 在功能区重建选项卡的处理部分中,单击提交

    单击提交。

    单击提交后,进程管理器将显示重建进程处于待处理状态。

    进程待处理。

  2. 在功能区重建选项卡的工作空间部分中,单击开始参与

    开始参与重建进程。

    进程管理器现在显示重建进程的状态。

    重建会话的“进程管理器”窗格

    您可以使用工作空间监视器来获取哪台计算机正在参与重建作业的概览。 在本示例中,只有一台计算机,但您可以使用多台计算机来处理重建。

    工作空间监视器

    您可以使用作业监视器来获取哪个重建作业的任务正在运行的概览。

    作业监视器

    分析步骤完成后,全球视图也将显示处理进度。 可以观察密度匹配中正在处理的各个立体模型。 在此进程的稍后部分中,您将看到点云的各个切片以及添加至全球视图的网格。

    该进程完成后,产品将添加至工程树窗格。 可以使用可视化选项卡来显示或隐藏这些产品。

  3. 等待重建进程运行。

    进程管理器将指示每个进程完成的时间。

    显示进程完成的进程管理器。

    对于本示例,在单个示例计算机上大约需要 8 小时。

  4. 工程树窗格中,单击可视化

    单击可视化。

  5. 工程树窗格中,向下滚动到重建部分,展开 Frankfurt_RS_3D,展开产品,然后选中点云

    选中点云。

  6. 单击全局选项卡查看输出。

    如有必要,在工程树窗格中的可视化选项卡上,取消选中其他图层。

    查看生成的点云。

    或者,关闭点云图层并打开网格图层,然后探索结果。

  7. 在功能区的重建选项卡上,单击打开结果文件夹

    由此将在 Microsoft File Explorer 中打开结果文件夹。 其中包含 i3s (SLPK) 格式的 3D 点云,以及 i3s (SLPK) 格式的 3D 网格。 可以使用 .slpk 文件将产品添加至 ArcGIS Online

    如果您需要以不同的切片方案或投影提供重建产品,请在重建选项卡上单击导出按钮并选择替代导出选项。

  8. 如果您未运行此进程,则可以查看结果

在本教程中,您创建了一个 ArcGIS Reality Studio 工程,添加了捕获会话,执行了初始对齐,测量了地面控制点并优化了对齐。 您评估了对齐的质量并确定其可接受。 您使用了对齐来创建重建,并使用了该重建来创建点云和 3D 网格输出。 这些可以共享至 ArcGIS Online,或者与您计算机上的本地应用程序配合使用。 可以在重建阶段使用类似进程来创建 2D 产品,例如真正射影像和数字表面模型。 创建 2D 输出的主要区别在于,您将使用航空像底点方案,并将照相机会话限制为像底点照相机捕获。

您可以在教程库中找到更多教程。