Didacticiel : Créer un produit de modèle numérique de surface dans ArcGIS Pro avec ArcGIS Reality Server
Disponible avec une licence Standard ou Advanced.
Dans ArcGIS Pro, vous pouvez vous connecter à ArcGIS Reality Server et corriger les images satellite de manière photogrammétrique afin de supprimer toute distorsion géométrique induite par la plateforme et le déplacement de terrain. Une fois les distorsions supprimées, vous pouvez générer des produits Reality Mapping, notamment un modèle numérique de surface (MNS), un modèle numérique de terrain (MNT), une ortho vraie et un maillage MNS.
Dans ce didacticiel, vous allez configurer un espace de travail Reality Mapping pour gérer votre collection d’images satellite à des fins de traitement sur le serveur. Vous effectuerez un ajustement de bloc, puis un ajustement affiné à l’aide de points de contrôle au sol. Enfin, vous génèrerez un MNS.
ArcGIS Pro peut traiter des images satellite à partir de plusieurs plateformes de capteur tant que l’orientation des images est décrite par un modèle de coefficients polynomiaux rationnels (RPC) ou un modèle de capteur rigoureux. Ce modèle est généralement incorporé dans le fichier image ou inclus comme fichier de métadonnées séparé.
Remarque :
ArcGIS Reality Server est requis pour suivre ce didacticiel. Pour configurer un Reality Server, reportez-vous à la rubrique Installation de Reality Server.
Connexion à ArcGIS Reality Server
Pour utiliser Reality Server afin de traiter vos données dans ArcGIS Pro, vous devez d’abord vous connecter à Reality Server.
Ouvrez ArcGIS Pro, cliquez sur l’onglet Project (Projet) du ruban, puis cliquez sur la page Portals (Portails).
Vous pouvez également accéder à la page Portals (Portails) à l’aide du lien Manage Portals (Gérer les portails) du menu
.Cliquez sur Ajouter un portail.
Saisissez l’URL (
https://webadaptorhost.domain.com/webadaptorname) du portail dans la boîte de dialogue Add Portal (Ajouter un portail) et cliquez sur OK.Connectez-vous au portail. Cliquez sur le bouton Options
ou cliquez avec le bouton droit de la souris sur le portail et sélectionnez Sign In (Connexion). Saisissez vos nom d’utilisateur et mot de passe.Pour que la nouvelle connexion devienne votre portail actif, cliquez avec le bouton droit sur l’URL, puis sélectionnez Set As Active Portal (Définir comme portail actif).
Une fois que vous êtes connecté à votre portail, votre nom d’utilisateur s’affiche en haut à droite d’ArcGIS Pro.
Créer un espace de travail Reality Mapping
Un espace de travail Reality Mapping est un sous-projet ArcGIS Pro qui est dédié aux processus Reality Mapping. Il s’agit d’un conteneur au sein d’un dossier de projet ArcGIS Pro qui contient les ressources et les fichiers dérivés appartenant à une collection d’images dans une tâche Reality Mapping.
L’imagerie empaquetée pour ce didacticiel a été collectée et fournie par Maxar Technologies. Elle comprend une paire d’images multispectrales et panchromatiques, une table de points de contrôle au sol et un MNE.
Téléchargez le jeu de données du didacticiel et enregistrez-le dans C:\sampledata\RM_satellite_tutorial.
Décompressez les données.
Dans ArcGIS Pro, créez un projet en utilisant le modèle Map (Carte).
Dans l’onglet Imagery (Imagerie), dans le groupe Reality Mapping, cliquez sur le menu déroulant New Workspace (Nouvel espace de travail) et sélectionnez New Workspace (Nouvel espace de travail).
Sur la page Workspace Configuration (Configuration de l’espace de travail), attribuez un nom à l’espace de travail.
Assurez-vous que l’option Workspace Type (Type d’espace de travail) est définie sur Reality Mapping.
Dans la liste déroulante Sensor Data Type (Type de données de capteur), sélectionnez Satellite.
Si vous le souhaitez, vous pouvez choisir dans la liste déroulante Basemap (Fond de carte) un fond de carte comme arrière-plan de la collection d’images.
Définissez Parallel processing factor (Facteur de traitement parallèle). Ce paramètre contrôle les ressources de calcul maximales pour le traitement distribué. Il est recommandé d’utiliser une expression sous forme de pourcentage. Par exemple, si vous avez 2 nœuds Reality Server, définir Parallel processing factor (Facteur de traitement parallèle) sur 50 % utilise une machine pour l’ajustement de bloc et la génération de produits Reality Mapping.
Cochez la case Process this image collection on server (Traiter cette collection d’images sur le serveur).
Important :
Cette option ne s’affiche pas si vous n’êtes pas connecté à un portail ou si votre connexion au portail actif n’est pas configurée pour ArcGIS Reality Server.
Cliquez sur Next (Suivant).
Dans la fenêtre Image Collection (Collection d’images), dans le menu déroulant Sensor Type (Type de capteur), sélectionnez GeoEye-1.
Sous Folder Containing Images (Dossier contenant les images), cliquez sur le bouton Browse (Parcourir) pour accéder au dossier qui contient les données du didacticiel sur votre machine et sélectionnez le dossier d’imagerie (GeoEye_NAD83_UTM10N), puis cliquez sur OK.
Les informations Workspace Spatial Reference (Référence spatiale de l’espace de travail) prises en charge sont renseignées automatiquement et l’option permettant d’ajouter manuellement les informations de référence spatiale est grisée. Si le système ne parvient pas à déterminer automatiquement le référencement spatial approprié, la saisie manuelle de cette information est activée.
Cliquez sur Next (Suivant).
Dans la fenêtre Data Loader (Chargeur de données), sous Elevation Source (Source d’élévation), sélectionnez DEM (MNE). Sous DEM (MNE), accédez au MNE fourni avec le jeu de données du didacticiel.
Remarque :
Ce MNE sera utilisé pour prendre en charge le traitement d’ajustement de bloc.
Comme la plupart des données d’altitude utilisent des hauteurs orthométriques, vous devez appliquer une correction de géoïde. Sous Geoid correction (Correction géodésique), vérifiez que EGM96 est sélectionné.
Sous Processing Template (Modèle de traitement), sélectionnez Panchomatic (Panchromatique).
Développez Advanced Options (Options avancées).
Vérifiez que l’option Estimate Statistics (Estimer les statistiques) est cochée.
Développez Pre-Processing (Prétraitement) et assurez-vous que l’option Calculate Statistics (Calculer les statistiques) est sélectionnée. Cette option active l’affichage des options de calcul des statistiques.
Cliquez sur Next (Suivant).
Vous pouvez fournir la description et les balises du service d’imagerie et cliquer sur Finish (Terminer).
Une fois l’espace de travail créé, une catégorie Reality Mapping est ajoutée à la fenêtre Contents (Contenu), où seront stockés les services de collection d’images et les produits Reality Mapping dérivés. Pour voir les emprises des images, vous pouvez cliquer avec le bouton droit sur la collection d’images dans la fenêtre Contents (Contenu), sélectionner Properties (Propriétés), Display (Affichage) puis cocher la case Display Footprints (Afficher les emprises).
L’affichage initial de l’imagerie dans l’espace de travail confirme que toutes les images et les métadonnées nécessaires ont été fournies pour lancer l’espace de travail. Les images n’ayant pas été alignées ni ajustées, l’aspect de la mosaïque peut sembler incorrect du point de vue géométrique. Vous devrez peut-être zoomer suffisamment pour voir l’image.
Un nouvel onglet Reality Mapping est ajouté au menu principal ArcGIS Pro. Un clic sur cet onglet fait apparaître un ensemble d’outils et de processus dédiés à Reality Mapping. Dans la catégorie Product (Produit), tous les boutons sont indisponibles car les images n’ont pas encore été ajustées.
Ajustement de bloc
Une fois votre espace de travail Reality Mapping créé, l’étape suivante consiste à effectuer un ajustement de bloc à l’aide des outils des groupes Adjust (Ajuster) et Refine (Affiner). L’ajustement de bloc commence par calculer les points de rattachement, qui sont des points communs dans les zones de la superposition d’images. Les points de rattachement seront utilisés pour calculer l’orientation de chaque image, appelée orientation extérieure en photogrammétrie.
Dans l’onglet Reality Mapping, dans le groupe Adjust (Ajuster), cliquez sur Adjust (Ajuster)
.Dans la fenêtre Adjust (Ajuster), sous Transformation Type (Type de transformation), choisissez RPC. La transformation des coefficients polynomiaux rationnels (RPC) est appliquée à l’ajustement, qui est utilisé pour les images satellite qui contiennent des données RPC dans les métadonnées.
Cochez la case en regard de Reproject Tie Points (Reprojeter les points de rattachement).
Cela permet de garantir que les coordonnées de la carte des points de rattachement sont calculées.
Sous Tie Point Matching (Appariement des points de rattachement), dans la fenêtre Adjust (Ajuster), vérifiez que la configuration des paramètres correspond à celle de l’exemple ci-dessous.
Cliquez sur Run (Exécuter) pour effectuer l’ajustement de bloc.
Les valeurs résiduelles et un rapport d’exactitude des points de rattachement peuvent être consultés dans le fichier des journaux. Pour accéder à ce fichier, dans l’onglet Reality Mapping, dans le groupe Review (Examiner), cliquez sur Logs (Journaux) Affichage des journaux pour accéder au fichier
. Les valeurs résiduelles des points de rattachement sont affichées sur la ligne intitulée RMSE_Tie_Image(x,y). L’EQM des points de rattachement est exprimée en pixels.Vos valeurs résiduelles peuvent différer légèrement de celles de l’exemple ci-dessus.
Suite à l’ajustement initial, remarquez que tous les boutons dans la catégorie Product (Produit) sont devenus actifs. Ces boutons mettent en évidence les produits d’imagerie qui peuvent être générés. Avant de générer des produits, les points de contrôle au sol vont être utilisés pour améliorer la précision absolue des images.
Points de contrôle au sol
Les points de contrôle au sol (PCS) sont des points avec des coordonnées au sol x,y,z connues. Ils sont souvent obtenus à partir d’arpentage au sol ou de données existantes et permettent de garantir le géoréférencement précis des images dans le système de coordonnées au sol. Il est possible d’appliquer l’ajustement de bloc sans points de contrôle au sol et de garantir une précision relative, mais l’ajout de points de contrôle au sol augmente la précision absolue de l’imagerie ajustée. Si les points de contrôle au sol ne proviennent pas d’un arpentage au sol, mais que vous disposez d’une couche raster géoréférencée (jeu de données raster, jeu de données mosaïque ou service d’imagerie), vous pouvez l’ajouter en tant que référence pour le calcul des points de contrôle au sol.
Les points de contrôle au sol sélectionnés dans une couche raster et enregistrés dans un fichier texte peuvent également être importés et utilisés pour améliorer l’exactitude de l’ajustement. Dans le cadre de ce didacticiel, vous allez utiliser cette méthode d’importation pour ajouter des points de contrôle au sol au projet
Pour importer des points de contrôle au sol, procédez comme suit :
Dans l’onglet Reality Mapping, dans le groupe Refine (Affiner), cliquez sur Manage GCPs (Gérer les PCS) pour ouvrir le GCP Manager (Gestionnaire de PCS).
Dans la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de PCS), cliquez sur le bouton Import GCPs (Importer des PCS)
.Dans la fenêtre Import GCPs (Importer des PCS), accédez au fichier de PCS (
Vancouver_NAD83-UTM10N.csv) et sélectionnez-le. Cliquez sur OK.Sous Set GCP Spatial Reference (Définir la référence spatiale des PCS), cliquez sur le bouton Browse (Parcourir)
. Pour Current XY (Valeur XY actuelle), développez Layers (Couches) et sélectionnez NAD 1983 UTM Zone 10N (WKID 26910). Acceptez toutes les autres valeurs par défaut, cliquez sur OK pour accepter les modifications et la fermez la fenêtre Spatial Reference (Référence spatiale).La valeur Current Z (Valeur Z actuelle), ou système de coordonnées verticales, n’a pas été définie, car il n’existe pas de système de ce type défini pour le modèle d’élévation numérique utilisé pour extraire les valeurs de hauteur des PCS. S’il avait existé un système de coordonnées verticales pour le MNE que vous avez utilisé, le système de coordonnées verticales Current Z (Valeur Z actuelle) auraient été défini avec les coordonnées d’appariement.
Pour Geographic Transformations (Transformations géographiques), acceptez les valeurs par défaut. Aucune transformation n’est requise, car la référence spatiale horizontale des PCS est identique à celle de l’espace de travail.
Vérifiez que l’appariement des champs est correct.
Cliquez sur le bouton Browse (Parcourir) en dessous de GCP Photo Location (Localisation des photos des PCS), accédez au dossier contenant les images des localisations des PCS et sélectionnez-le. Cliquez sur OK.
Pour Photo File Extension (Extension du fichier photo), choisissez PNG dans la liste déroulante.
Cliquez sur OK pour importer les PCS.
Une fois les PCS importés, la table du Gestionnaire de PCS est alimentée.
Pour ajouter des points de rattachement pour le PCS sélectionné, dans la section Preview (Aperçu), cliquez sur le bouton View GCP Photo (Afficher la photo du PCS)
pour afficher le fragment d’image du PCS. Utilisez la molette de la souris pour zoomer légèrement sur le fragment d’image et afficher la localisation du PCS indiqué par une flèche rouge.Cliquez sur le menu déroulant à côté du bouton Add GCP or Tie Point (Ajouter un PCS ou un point de rattachement)
dans la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de PCS) et sélectionnez Semi-Auto (Semi-Automatique) pour ajouter un point de rattachement dans la visionneuse de chaque image.Les points de rattachement des autres images sont automatiquement calculés par l’algorithme d’appariement d’image lorsque cela est possible, mais il convient de vérifier l’exactitude de chaque point de rattachement. Si le point de rattachement n’est pas identifié automatiquement, ajoutez-le manuellement en sélectionnant l’emplacement approprié dans l’image.
Répétez les étapes 10 et 11 pour sélectionner et ajouter des points de rattachement pour les PCS restants.
Une fois les PCS mesurés avec les points de rattachement, sélectionnez le point PP_GCP02 et cliquez dessus avec le bouton droit de la souris pour le modifier en Check Point (Point de vérification). Ce point sera exclu du traitement d’ajustement et servira à évaluer indépendamment la précision des résultats d’ajustement.
Après avoir ajouté les PCS et les points de vérification, l’ajustement doit être réexécuté afin d’intégrer ces points. Cliquez sur Adjust (Ajuster).
Examiner les résultats de l’ajustement
La qualité des résultats de l’ajustement peut être consultée dans la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de PCS) en analysant les résidus de chaque PCS. Les valeurs résiduelles représentent la différence entre la position mesurée et la position calculée d’un point. Elles sont mesurées dans les unités du système de référencement spatial du projet. Après l’ajustement avec des PCS, trois nouveaux champs (dX, dY et dZ) affichant les valeurs résiduelles de chaque PCS sont ajoutés à la table GCP Manager (Gestionnaire de PCS). La qualité de l’adéquation entre le bloc ajusté et le système de coordonnées de la carte peut être évaluée à l’aide de ces valeurs. L’erreur quadratique moyenne (EQM) des résidus peut être affichée en développant la section Residual Overview (Vue d’ensemble des résidus) de la fenêtre GCP Manager (Gestionnaire de PCS).
Des statistiques d’ajustement supplémentaires sont fournies dans le rapport de l’ajustement. Pour générer le rapport, dans l’onglet Reality Mapping, dans le groupe Review (Examiner), cliquez sur Adjustment Report (Rapport d’ajustement).
Générer un modèle numérique de surface (MNS)
Une fois l’ajustement de bloc effectué, des produits d’imagerie 2D peuvent être générés à l’aide des outils du groupe Product (Produit) de l’onglet Reality Mapping. Plusieurs produits peuvent être générés simultanément à l’aide de l’assistant Plusieurs produits, ou individuellement en sélectionnant l’outil approprié dans le groupe Product (Produit). Les types de produits pouvant être générés à partir des données d’un capteur satellite sont un MNS et un maillage MNS. Seul un MNS sera généré pour ce didacticiel.
Un MNS (modèle numérique de surface) est un produit de première surface qui inclut l’élévation des arbres, des bâtiments et d’autres entités au-dessus du sol.
Pour générer un MNS à partir d’images satellite à l’aide de l’assistant MNS, procédez comme suit :
Dans l’onglet Reality Mapping, dans le groupe Product (Produit), cliquez sur le bouton DSM (MNS)
pour ouvrir l’assistant Produits Reality Mapping.Cliquez sur Shared Advanced Settings (Paramètres avancés partagés) pour ouvrir la boîte de dialogue dans laquelle vous pouvez définir mes paramètres qui auront un impact sur les produits Reality Mapping à générer.
Les valeurs Quality (Qualité) et Scenario (Scénario) sont définies automatiquement et ne doivent pas être modifiées pour garantir des performances et une qualité de produit optimales. Si vous voulez générer un produit dont la résolution est réduite, vous pouvez diminuer la valeur du paramètre Quality (Qualité). Reportez-vous à Shared Advanced Settings (Paramètres avancés partagés) pour plus d’informations sur l’impact des divers paramètres de qualité sur la génération de produits.
Vérifiez que le paramètre Quality (Qualité) est réglé sur Ultra.
Acceptez la valeur de Pixel Size (Taille de pixel) par défaut pour générer le MNS avec la résolution d’image source.
Pour Product Boundary (Limite du produit), acceptez les paramètres par défaut afin que toute la zone du projet soit traitée.
Il est recommandé de fournir une limite de produit pour les raisons suivantes :
Définissez l’étendue en sortie adéquate : si aucune limite de produit n’est définie, l’étendue définie automatiquement par l’application à partir de plusieurs paramètres du jeu de données risque de ne pas correspondre à l’étendue du projet.
Réduisez le temps de traitement : si l’étendue de produit requise est inférieure à celle de la collection d’images, définir une limite de produit permet de réduire la durée de traitement et de découper automatiquement la sortie d’après l’étendue de la limite.
Pour Waterbody Features (Entités de plan d’eau), sélectionnez Precise (Précis) dans la liste déroulante et sélectionnez
SatTut_WaterBody.shppour l’emplacement des données du didacticiel.Acceptez toutes les autres valeurs par défaut, puis cliquez sur OK.
La boîte de dialogue Advanced Products Settings (Paramètres avancés des produits) se ferme et vous revenez à la fenêtre Products Generation Settings (Paramètres de génération de produits) de l’assistant Produits Reality Mapping.
Cliquez sur Next (Suivant) pour accéder à la fenêtre DSM Settings (Paramètres MNS). Vérifiez que vos paramètres correspondent à ceux ci-dessous :
Output Type (Type de sortie) : Mosaic (Mosaïque)
Resampling (Rééchantillonnage) : Bilinear (Bilinéaire)
Cliquez sur Finish (Terminer) pour commencer la génération du produit.
Pendant le traitement, une classe d’entités de statut de reconstruction s’affiche dans la carte, indiquant l’avancement de la génération de produits pour chaque sous-projet. Passez le pointeur de la souris sur la classe d’entités pour afficher le pourcentage de progression. Vous pouvez désactiver cette classe d’entités en désélectionnant Reconstruction Status (Statut de reconstruction) dans la catégorie Reference Data (Données de référence) de la fenêtre Contents (Contenu).
Une fois le traitement terminé, le produit MNS est ajouté à la fenêtre Contents (Contenu), la catégorie Data Products (Produits de données) et la vue cartographique 2D. Il est également ajouté à la fenêtre Catalog (Catalogue) dans le conteneur Reality Mapping et au dossier des DEMs. Le produit MNS ajouté à la fenêtre Contenu/Catalogue est un service d’imagerie qui peut être facilement partagé.
Résumé
Dans ce didacticiel, vous vous êtes connecté à Reality Server et avez créé un espace de travail Reality Mapping pour l’imagerie satellite, et utilisé les outils de l’onglet Reality Mapping pour appliquer un ajustement photogrammétrique avec des points de contrôle au sol. Vous avez ensuite utilisé l’assistant MNS Reality Mapping pour générer un MNS haute résolution.
Les images satellite utilisées dans ce didacticiel ont été acquises et fournies par Maxar Technologies.