チュートリアル: ArcGIS Reality Server を使用した ArcGIS Pro での 2D デジタル航空写真プロダクトの作成

Standard または Advanced ライセンスで利用可能。

ArcGIS Pro では、ArcGIS Reality Server に接続して、プロフェッショナル仕様のマッピングカメラによって収集されたデジタル航空写真を写真測量的に補正して、センサーおよび地形変位によって生じる幾何学的な歪みを除去できます。これらの影響を補正した後で、リアリティーマッピングプロダクトを生成することができます。

このチュートリアルでは、航空写真コレクションを管理するためのリアリティーマッピングワークスペースを設定します。ブロック調整を実行して結果を確認します。その後、数値表層モデル (DSM)、デジタル地形モデル(DTM)、トゥルーオルソ、および DSM メッシュプロダクトを生成します。

航空写真の写真測量ソリューションの計算は、外部標定 (EO、地面からカメラへの変換) と内部標定 (IO、カメラから画像への変換) によって決定します。必須の EO パラメーターには投影中心 (x,y,z) 座標、Omega、Phi、Kappa 角度などがあり、フレームテーブルで指定します。内部標定パラメーターには、焦点距離、ピクセルサイズ、主点、レンズ歪みなどがあります。この情報は、画像に関連付けられたカメラのキャリブレーションレポートに含まれており、カメラテーブルで指定する必要があります。

注意:

このチュートリアルを完了するには ArcGIS Reality Server が必要です。 Reality Server の設定については、Reality Server のインストールをご参照ください。

ArcGIS Reality Server に接続

ArcGIS Pro で Reality Server を使用してデータを処理するには、まず Reality Server に接続する必要があります。

ArcGIS Pro を開き、リボン上の プロジェクト タブをクリックした後、ポータル ページをクリックします。

ポータルページには、メニューサインインのポータルの管理リンクからアクセスすることもできます。
ポータルの追加 をクリックします。
ポータルの追加 ダイアログボックスにポータルの URL (https://webadaptorhost.domain.com/webadaptorname) を入力して OK をクリックします。
オプションボタンをクリックしてポータルにサインインするか、ポータルを右クリックして、サインイン をクリックします。ユーザー名とパスワードを入力します。
新しい接続をアクティブなポータルにするには、そのポータルの URL を右クリックして アクティブなポータルとして設定 をクリックします。
ポータルへの接続が成功すると、ArcGIS Pro の右上隅にユーザー名が表示されます。

リアリティーマッピングワークスペースの作成

リアリティーマッピングワークスペースは、リアリティーマッピングワークフロー専用の ArcGIS Pro サブプロジェクトです。これは、ArcGIS Pro プロジェクトフォルダー内のコンテナーであり、1 つの画像コレクションに属するリソースと派生ファイルが格納されます。

このチュートリアル用にデジタル航空写真のコレクションが提供されています。チュートリアルデータにはフレームテーブルとカメラテーブルも含まれています。

リアリティーマッピングワークスペースを作成するには、次の手順に従います。

チュートリアルデータセットをダウンロードして C:\SampleData\Aerial Imagery に保存します。

データをコンピューター上の別の場所に保存する場合、Nadir_FramesCam.csv ファイル内の各エントリーでパスを更新してください。
1. C:\SampleData\Aerial Imagery ディレクトリーにパッケージを展開します。
ArcGIS Pro で、マップテンプレートを使用してプロジェクトを作成します。
画像タブの リアリティーマッピング グループで、新しいワークスペース ドロップダウンメニューをクリックし、新しいワークスペース を選択します。
ワークスペースの構成 ウィンドウで、ワークスペースの名前を指定します。
ワークスペースタイプ を リアリティーマッピング に設定します。
センサーデータタイプ ドロップダウンメニューで、航空写真 - デジタル を選択します。
シナリオタイプ を直下に設定します。

直下画像を使用する場合にはこの設定が推奨されます。
ベースマップ ドロップダウンメニューで、地形図 を選択します。
並列処理ファクター を設定します。

これにより、分散処理の最大計算リソースを制御します。パーセンテージ表現を使用することをおすすめします。たとえば、Reality Server ノードが 2 つある場合、並列処理ファクター を 50% に設定して 1 台のコンピューターをブロック調整およびリアリティーマッピング製品の生成に使用します。
Reality Server を使用する場合は、この画像コレクションをサーバー上で処理する チェックボックスをオンにします。
その他のデフォルト値をそのままにして、次へをクリックします。

画像コレクション ウィンドウが表示されます。
画像コレクション ウィンドウの 外部標定ファイル/Esri フレームテーブル で、お使いのコンピューター上のチュートリアルデータフォルダーと Nadir_FramesCam.csv フレームテーブルファイルを参照します。

このテーブルにはフレームとカメラの情報が含まれており、カメラと画像の IO と EO の両方の計算に使用されるパラメーターが指定されています。ブロック調整プロセスでは、これらの概算値をさらに調整することで精度を高めます。

フレームテーブルファイル内の raster 列にリストされているデータパスがお使いのコンピューター上の画像ファイルの場所と一致していることを確認します。
カメラ の下の インポート ボタンをクリックし、お使いのコンピューター上のチュートリアルデータフォルダーを参照して Nadir_FramesCam.csv ファイルを選択します。

このチュートリアルでは、Esri フレームテーブルとカメラテーブルは、適切な形式の 1 つのファイルとして提供されています。その他のデータセットの場合、必要に応じてテーブルを構築してフォーマットを指定します。詳細については、フレームテーブルのスキーマをご参照ください。
空間参照 とカメラモデルの値が正しいことを確認してください。

ワークスペースのデフォルトの投影法は画像に基づいて定義されます。この投影法はフレームテーブルで使用されている座標と一致している必要があり、この投影法によって、作成するリアリティープロダクトの空間参照が決まります。このデータセットでは、フレームテーブルとカメラテーブルで定義されている投影法 XY – NAD83 2011 StatePlane California V FIPS 0405, VCS NAVD88 (meters) を使用します。
その他のデフォルト値をそのままにして、次へをクリックします。
Lidar コレクションウィンドウでデフォルト値をそのままにして、次へをクリックします。
データローダーオプション ウィンドウの DEM の下にあるブラウズボタンをクリックし、お使いのコンピューター上のチュートリアルデータフォルダーを参照して DEM_USGS_1m.tif ファイルを選択します。
その他のデフォルト値をそのままにして、終了をクリックします。
リモートプロセス ウィンドウで、イメージサービスの説明とタグを入力し、完了をクリックします。

ワークスペースが作成されると、画像コレクションイメージサービスおよび派生リアリティーマッピング製品サービスが格納されるリアリティーマッピングカテゴリーが コンテンツ ウィンドウに追加されます。

画像フットプリントを表示するには、コンテンツ ウィンドウの 画像コレクション を右クリックして プロパティ > 表示 > フットプリントを表示 チェックボックスをオンにします。

ワークスペース内の画像の初期表示で、そのワークスペースを開始するために必要なメタデータとすべての画像が提供されていることを確認します。画像は整列および調整されていないため、モザイクが幾何学的に正しく表示されないことがあります。

注意:

画像を確認するには、十分に拡大する必要があるかもしれません。

新しい リアリティーマッピング タブが ArcGIS Pro メインメニューに追加されます。このタブをクリックすると、リアリティーマッピング専用の一連のツールとワークフローが表示されます。画像はまだ調整されていないため、プロダクトカテゴリーのすべてのボタンは使用できない状態です。

ブロック調整の実行

リアリティーマッピングワークスペースを作成したら、次の手順では調整および改善グループのツールを使用してブロック調整を実行します。ブロック調整ではタイポイント (画像が重なり合うエリアで共通するポイント) が計算されます。この後、タイポイントを使用して、各画像の標定 (写真測量では外部標定と呼ぶ) が計算されます。

ブロック調整を実行するには、次の手順に従います。

リアリティーマッピング タブの調整グループで、調整をクリックします。

ほとんどの空中センサーはキャリブレーション済みであり、カメラキャリブレーションレポートで正確な内部標定値が提供されるため、デジタル航空直下画像の場合、カメラのキャリブレーションの実行 チェックボックスはデフォルトではオンになっていません。自動カメラキャリブレーションは、カメラのジオメトリックパラメーターを計算し向上させると同時に、画像の向きや画像の地上座標を決定するため、通常は、低コストのドローンカメラなど、その他のタイプのデータに適用されます。

すべての設定のデフォルト値をそのままにして、実行をクリックします。
リアリティーマッピング タブの確認グループで、ログ表示 をクリックします。

タイポイント RMS 誤差の単位はピクセルです。

調整結果の確認

ブロック調整を実行した後は、調整の結果を確認し、調整の品質を評価します。 リアリティーマッピング タブの確認グループで、調整レポート をクリックして調整統計を生成します。調整レポートでは、調整のレコードおよびそのプロセスの全体的な品質尺度が提供されます。

ヒント:

地上コントロールポイント (GCP) を使用して絶対精度を上げることが推奨されますが、 GCP は使用できなかったため、この調整には含まれていません。

調整レポート

リアリティーマッピングプロダクトの生成

ブロック調整が完了したら、リアリティーマッピング タブの プロダクト グループにあるツールを使用して 2D および 3D 画像プロダクトを生成することができます。リアリティーマッピングプロダクトウィザードを使用して複数のプロダクトを同時に生成することも、プロダクト グループで該当するプロダクトツールを選択してプロダクトを個別に生成することもできます。生成可能なプロダクトのタイプは、センサー、データのフライト構成、シナリオタイプなど、さまざまな要因によって異なります。サンプルデータセットのフライト構成は直下であり、これは DSM、トゥルーオルソ、DSM メッシュなどの 2D プロダクトに理想的です。

注意:

このチュートリアルでは、派生プロダクトを生成する 2 つのアプローチについて以下で説明します。 1 つ目のアプローチでは複数プロダクトウィザードを使用し、2 つ目のアプローチでは プロダクト グループにリストされている名前付きの個別のプロダクトウィザードを使用します。このチュートリアルでは両方のワークフローを実行する必要はないため、どちらか一方のワークフローに従うことをおすすめします。

リアリティーマッピング複数プロダクトウィザードを使用したプロダクトの生成

リアリティーマッピングプロダクトウィザードのワークフローでは、1 つまたは複数のリアリティーマッピングプロダクトを 1 回のプロセスで作成します。リアリティーマッピング複数プロダクトウィザードを使用して生成可能なプロダクトとしては、DSM、トゥルーオルソ、DSM メッシュ、点群、3D メッシュが挙げられます。生成されたすべてのプロダクトは、カタログ ウィンドウ内の リアリティーマッピング カテゴリー配下の同じ名前のプロダクトフォルダーに保存されます。

リアリティーマッピング複数プロダクトウィザードを使用してプロダクトを生成するには、以下の手順に従います。

リアリティーマッピング タブで、プロダクト グループの 複数プロダクト ボタンをクリックします。

リアリティーマッピングプロダクトウィザード ウィンドウが表示されます。
プロダクト生成の設定 ウィンドウで、3D チェックボックスをオフにします。

このチュートリアルでは、2D プロダクトのみを生成します。
2D プロダクトカテゴリーで、数値地形モデル (DTM) をオフにします。

DTM の生成については別のチュートリアルで説明します。
共有された高度な設定 ボタンをクリックします。

高度なプロダクト設定 ダイアログボックスが表示され、ここで、生成するリアリティーマッピングプロダクトを制御するパラメーターを定義できます。高度なプロダクト設定の詳細については、「共有された高度な設定オプション」をご参照ください。

品質と シナリオ の値はそれぞれ超高と直下に自動的に設定され、最適なパフォーマンスとプロダクト品質を確保するためにはこの設定を変更してはなりません。
ソース画像の解像度でプロダクトを生成するため、ピクセルサイズ はデフォルト設定のままにします。
前方オーバーラップ (%) と 側方オーバーラップ (%) の値をそれぞれ 80 と 60 に変更します。
プロダクト境界 で、参照ボタンをクリックし、チュートリアルデータの場所にあるファイルジオデータベースを参照して 2D_Pro_bdry を選択し、OK をクリックします。

以下の理由から、プロダクトの境界を指定することをおすすめします。
- 適切な出力範囲を定義する - プロダクトの境界を定義しない場合、アプリケーションが、プロジェクトの範囲に適合しない可能性のあるさまざまなデータセットパラメーターに基づき自動的に範囲を定義してしまいます。
- 処理時間を短縮する - 求められるプロダクト範囲が画像収集範囲より小さい場合、プロダクト境界を定義することで、処理時間を短縮し、出力を境界範囲に合わせて自動的にクリップできます。
その他はすべてデフォルト値のままにし、OK をクリックします。

高度なプロダクト設定 ダイアログボックスが閉じ、リアリティーマッピングプロダクトウィザードの プロダクト生成の設定 ページに戻ります。
次へをクリックして DSM 設定 ウィンドウに移動し、各パラメーターの値が次のように設定されていることを確認します。
- 出力タイプ - モザイク
- リサンプリング - 共一次内挿法
次へをクリックして トゥルーオルソ設定 ウィンドウに移動し、各パラメーターの値が次のように設定されていることを確認します。
- 出力タイプ - モザイク
- リサンプリング - 共一次内挿法
次へをクリックして DSM メッシュ設定 ウィンドウに移動し、デフォルトのオプションをそのまま使用します。
終了をクリックすると、プロダクト生成プロセスが開始します。

プロダクトの生成が完了すると、DSM プロダクト、DTM プロダクト、トゥルーオルソプロダクトが 2D マップビューに自動的に追加されます。 カタログ ウィンドウで、リアリティーマッピングコンテナー内のメッシュフォルダーに DSM メッシュプロダクトが追加され、オルソフォルダーにトゥルーオルソプロダクトが追加されます。生成された DSM メッシュプロダクトを可視化するには、メッシュフォルダー内の DSM Mesh for RM_AerialTutorial を右クリックして、ドロップダウンメニューから、新規に追加 > ローカルシーンをクリックします。

ここでチュートリアルを終了することも、プロダクト グループの個々のプロダクトオプションを使用して派生プロダクトを生成することもできます。続行した場合、これまでに生成されたプロダクトは上書きされます。これまでに作成したプロダクトを残しておくには、上記の「リアリティーマッピングワークスペースの作成」のセクションの指示に従って新しいリアリティマッピングワークスペースを作成してから、次に進んでください。

DSM の生成

リアリティーマッピングプロダクトウィザードを使用して DSM を生成するには、以下の手順に従います。

注意:

標高値は、画像コレクションにステレオペアを形成するのに十分なオーバーラップがある場合に取得できます。点群の生成に必要な通常の画像オーバーラップは、フライトラインに沿って 80%、フライトライン間は 60% です。

リアリティーマッピング タブで、プロダクト グループの DSM ボタンをクリックします。

リアリティーマッピングプロダクトウィザード ウィンドウが表示されます。
共有された高度な設定 をクリックします。

高度なプロダクト設定 ダイアログボックスが表示され、ここで、生成するリアリティーマッピングプロダクトを制御するパラメーターを定義できます。

品質と シナリオ の値は自動的に設定され、最適なパフォーマンスとプロダクト品質を確保するためにはこの設定を変更してはなりません。ただし、低解像度のプロダクトを生成したい場合は、品質の値を下げることができます。さまざまな品質設定がプロダクトの生成に与える影響については、共有された高度な設定オプションをご参照ください。
ソース画像の解像度でプロダクトを生成するため、ピクセルサイズ はデフォルト値のままにします。
前方オーバーラップ (%) と 側方オーバーラップ (%) の値をそれぞれ 80 と 60 に変更します。
プロダクト境界 で、ドロップダウンリストから、出力プロダクトの範囲を特定するフィーチャクラスを選択するか、参照ボタンをクリックしてチュートリアルデータの場所にあるファイルジオデータベースを参照して 2D_Pro_bdry を選択し、OK をクリックします。

以下の理由から、プロダクトの境界を指定することをおすすめします。
- 適切な出力範囲を定義する - プロダクトの境界を定義しない場合、アプリケーションが、プロジェクトの範囲に適合しない可能性のあるさまざまなデータセットパラメーターに基づき自動的に範囲を定義してしまいます。
- 処理時間を短縮する - 求められるプロダクト範囲が画像収集範囲より小さい場合、プロダクト境界を定義することで、処理時間を短縮し、出力を境界範囲に合わせて自動的にクリップできます。
その他はすべてデフォルト値のままにし、OK をクリックします。

高度なプロダクト設定 ダイアログボックスが閉じ、リアリティーマッピングプロダクトウィザードの プロダクト生成の設定 ページに戻ります。
次へをクリックして DSM 設定 ウィンドウに移動し、各パラメーターの値が次のように設定されていることを確認します。
- 出力タイプ - モザイク
- リサンプリング - 共一次内挿法
終了をクリックすると、プロダクト生成プロセスが開始します。

処理が完了すると、コンテンツ ウィンドウの データプロダクト カテゴリー内と 2D マップビューに DSM プロダクトが追加されます。これは カタログ ウィンドウのリアリティーマッピングコンテナー内の DEM フォルダーにも追加されます。

DTM の生成

数値地形モデル (DTM) は、樹木や建物などの地上のオブジェクトが除外された地表の数値標高データセットです。

DTM を生成するには、次の手順を実行します:

リアリティーマッピング タブで、プロダクト グループの DTM ボタンをクリックします。

リアリティーマッピングプロダクトウィザード ウィンドウが表示されます。
共有された高度な設定 をクリックします。

高度なプロダクト設定 ダイアログボックスが表示され、ここで、生成するリアリティーマッピングプロダクトを制御するパラメーターを定義できます。高度なプロダクト設定の詳細については、「共有された高度な設定オプション」をご参照ください。
上記の DSM の生成セクションの手順 3 ～ 6 を実行します。
次へをクリックして、DTM 設定 ウィンドウに進みます。
地表検出方法 で標準オプションを選択します。
DTM を初めて作成する場合は、既存の地表を再使用 をオフのままにします。
低ノイズポイントの分類 ボックスをオンにします。
DTM を初めて作成する場合は、既存の低ノイズポイントを維持 をオフのままにします。
必要に応じて、地下の最小深さ に値を設定します。この値よりも地下の距離が大きいポイントは、低ノイズポイントとして分類されます。地下の最小深さのデフォルト値は 0.25 メートルです。
高ノイズポイントの分類 ボックスをオンにします。
DTM を初めて作成する場合は、既存の高ノイズポイントを維持 をオフのままにします。
必要に応じて、地表からの最小高さ に値を設定します。この値よりも地上の距離が大きいポイントは、高ノイズポイントに分類されます。地表からの最小高さのデフォルト値は 100 メートルです。
DTM 補間を展開して、使用可能なすべてのオプションを表示します。このチュートリアルでは、すべてのデフォルト値をそのまま使用します。
終了をクリックすると、プロダクト生成プロセスが開始します。

処理が完了すると、コンテンツ ウィンドウの データプロダクト カテゴリー内と 2D マップビューに DTM プロダクトが追加されます。これは カタログ ウィンドウのリアリティーマッピングコンテナー内の DEM フォルダーにも追加されます。

トゥルーオルソの生成

リアリティーマッピングの プロダクト グループのオプションの 1 つに トゥルーオルソ があります。トゥルーオルソは、透視投影歪みがないため、地上フィーチャが傾斜せず、他のフィーチャを覆わないオルソ補正画像です。トゥルーオルソを作成するには、ブロック調整済みのオーバーラップ画像から導き出される DSM が必要です。そのため、DSM は、プロダクトとして選択済みかどうかにかかわらず、トゥルーオルソプロセスの一環として生成されます。生成されたトゥルーオルソ画像は、カタログ ウィンドウの リアリティーマッピング カテゴリーのオルソフォルダーに格納されます。

リアリティーマッピングプロダクトウィザードを使用してトゥルーオルソを生成するには、以下の手順に従います。

リアリティーマッピング タブで、プロダクト グループの トゥルーオルソ ボタンをクリックします。

リアリティーマッピングプロダクトウィザード ウィンドウが表示されます。
共有された高度な設定 をクリックします。

高度なプロダクト設定 ダイアログボックスが表示され、ここで、生成するリアリティーマッピングプロダクトを制御するパラメーターを定義できます。高度なプロダクト設定の詳細については、「共有された高度な設定オプション」をご参照ください。
上記の DSM の生成セクションの手順 3 ～ 6 を実行します。
次へをクリックして トゥルーオルソ設定 ウィンドウに移動し、各パラメーターの値が次のように設定されていることを確認します。
- 出力タイプ - モザイク
- リサンプリング - 共一次内挿法
- NoData 値 - なし
終了をクリックすると、プロダクト生成プロセスが開始します。

処理が完了すると、コンテンツ ウィンドウの データプロダクト カテゴリー内と 2D マップビューにトゥルーオルソプロダクトが追加されます。これは カタログ ウィンドウのリアリティーマッピングコンテナー内のオルソフォルダーにも追加されます。

DSM メッシュの生成

DSM メッシュは、調整済み画像を調整済みブロックにオーバーラップしている画像から抽出された DSM の不規則三角形網 (TIN) バージョンにドレープされる、プロジェクトエリアの 2.5D テクスチャーモデルです。リアリティーマッピングプロダクトウィザードを使用すると、事前構成済みパラメーターを使用した最適化済みワークフローを指定することで、DSM メッシュプロダクトを簡単に作成できます。 DSM メッシュプロダクトを作成するには、オーバーラップ画像のブロック調整から導き出される DSM が必要です。そのため、DSM は、別個のプロダクトとして選択されたかどうかにかかわらず、DSM メッシュ生成プロセスの一環として生成されます。

リアリティーマッピングプロダクトウィザードを使用して DSM メッシュを生成するには、以下の手順に従います。

リアリティーマッピング タブで、プロダクト グループの DSM メッシュ ボタンをクリックします。

リアリティーマッピングプロダクトウィザード ウィンドウが表示されます。
共有された高度な設定 をクリックします。

高度なプロダクト設定 ダイアログボックスが表示され、ここで、生成するリアリティーマッピングプロダクトを制御するパラメーターを定義できます。高度なプロダクト設定の詳細については、「共有された高度な設定オプション」をご参照ください。
上記の DSM の生成セクションの手順 3 ～ 6 を実行します。
次へをクリックして、DSM メッシュ設定 ウィンドウに進みます。
デフォルト値をそのまま使用し、終了をクリックすると、プロダクト生成プロセスが開始します。

処理が完了すると、カタログ ウィンドウのリアリティーマッピングコンテナー内のメッシュフォルダーに DSM メッシュプロダクトが追加されます。
生成された DSM メッシュプロダクトを視覚化するには、メッシュフォルダー内の 3D_Mesh.slpk ファイルを右クリックし、ドロップダウンメニューから、新規に追加 > ローカルシーン の順にクリックします。

サマリー

このチュートリアルでは、直下デジタル航空写真のリアリティーマッピングワークスペースを作成し、リアリティーマッピングタブのツールを使用して、Reality Server を使用した ArcGIS Pro での写真測量調整を適用しました。そのあと、プロダクトグループのツールを使用して、DSM プロダクト、DTM プロダクト、トゥルーオルソプロダクト、および DSM メッシュプロダクトを生成しました。

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