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教程:使用 Server 通过 ArcGIS Pro 正射映射创建数字影像产品

在 Advanced 许可等级下可用。

在 ArcGIS Pro 中,您可以对专业测绘相机采集的数字航空影像进行摄影测量纠正,消除由传感器和观测几何引起的几何畸变,并校正地形位移。 在解决这些影响后,即可生成正射校正产品。 该处理可在您自托管的企业级基础设施上远程执行,助您充分利用多机配置实现分布式处理。

在本教程中,您将设置正射映射工作空间来管理航空影像集合。 接下来,您将执行区域网平差并查看结果。 最后,生成数字表面模型 (DSM) 和正射校正镶嵌图像或正射镶嵌图像。

航空影像的摄影测量求解计算由其外方位 (EO)(表示从地面到相机的变换)及其内方位 (IO)(表示从相机到影像的变换)决定。 所需的外部方向参数包括摄影中心坐标 (x, y, z) 以及 Omega、Phi 和 Kappa 角,这些参数在 Esri 帧表中提供。 内部方向参数包括焦距、像素大小、主点和镜头畸变。 这些信息可在与您的影像关联的相机标定报告中找到,并且必须在 Esri 相机表中提供。

注:

完成本教程需要配置用于栅格分析的 ArcGIS Image Server 或 ArcGIS Reality Server。 要设置 ArcGIS Image Server 栅格分析站点,请参阅栅格分析部署。 对于 Reality Server 配置,请参阅 Reality Server 安装

连接至 Server

要在 ArcGIS Pro 中使用 Server 处理数据,首先需要连接到 Server。

  1. 打开 ArcGIS Pro,单击功能区中的工程选项卡,然后单击门户页面。

    您也可以从登录菜单 登录 中的管理门户链接访问门户页面。

  2. 单击添加门户

  3. 添加门户对话框中输入门户的 URL (https://webadaptorhost.domain.com/webadaptorname),然后单击“确定”。

  4. 通过单击“选项”按钮 更多或右键单击门户并单击登录来登录门户。 输入您的用户名和密码。

  5. 要将新门户连接设置为活动门户,请右键单击该 URL,然后单击设为活动门户

  6. 成功连接到门户后,您的用户名将显示在 ArcGIS Pro 的右上角。

    ArcGIS Pro 中的门户连接

创建正射映射工作空间

正射映射工作空间是 ArcGIS Pro 的子工程,专用于正射映射工作流。 该子工程是 ArcGIS Pro 工程文件夹中的一个容器,用于存储属于正射映射任务中单个影像集合的资源和派生文件。

本教程提供的集合包含数字航空影像。 教程数据还包含帧和相机表。

要创建正射映射工作空间,请完成以下步骤:

  1. 下载教程数据集,将其解压缩,然后将内容保存到 C:\SampleData\Aerial Imagery

    如果将数据保存到计算机上的其他位置,需确保更新帧表文件中每个条目的路径。

  2. 在 ArcGIS Pro 中,使用地图模板创建一个工程。

  3. 影像选项卡的实景映射组中,单击新建工作空间下拉菜单并选择新建工作空间

  4. 工作空间配置窗口中,输入工作空间的名称。

  5. 单击工作空间类型下拉箭头,然后选择正射映射

  6. 确保传感器数据类型设置为航空 - 数字

  7. 单击底图下拉菜单,然后选择地形图

  8. 设置并行处理因子。 此参数控制分布式处理的最大计算资源。 建议使用百分比表示。 例如,如果您有 2 个 Server 节点,请将并行处理因子设置为 50%,以便使用一台计算机进行区域网平差并生成正射映射产品。

  9. 选中在服务器上处理此影像集合

    用于在服务器上处理无人机影像的正射映射工作空间配置窗口

  10. 接受所有默认值,然后单击下一步

    随即出现影像集合窗口。

  11. 影像集合窗口中,对于传感器类型,确保选择通用帧相机

  12. 外部方向文件/Esri 帧表下,浏览到计算机上的教程数据文件夹,然后选择帧表文件 (FrameTable.csv)。

    该表指定了用于计算影像外部方向 (EO) 的参数。 在区域网平差过程中,这些近似值将被优化,从而获得更高的精度。

    确保帧表文件中 raster 列中列出的数据路径与计算机上影像文件位置相匹配。

  13. 相机下,单击导入按钮 ,导航到计算机上的教程数据文件夹,然后选择相机表文件 (CameraTable)。

    该文件包含相机的内部方向 (IO) 参数。

    在本教程中,Esri 帧表和相机表已采用正确的格式提供。 对于其他数据集,您可能需要构建表并为其设置格式。 有关详细信息,请参阅帧表和相机表

  14. 确保空间参考相机模型值正确。

    导入帧表和相机表

    工作空间的默认投影是根据影像定义的。 此投影必须与帧表中使用的坐标相匹配,并且它决定了您的正射产品的空间参考,包括正射镶嵌和 DSM。 对于该数据集,我们将使用默认投影。

  15. 单击下一步

  16. 接受数据加载程序窗口中的默认设置,然后单击下一步

    如果您可以访问 Internet,则高程源将派生自世界高程服务。 如果您无法访问 Internet 或 DEM,请从下拉菜单中选择常量高程选项,然后输入高程值。

    DEM 数据加载程序

  17. 远程处理窗口中,为影像服务提供描述和标签,然后单击完成

    实景映射工作空间的远程处理选项

创建工作空间后,影像随即显示出来。 将在内容窗格中添加一个正射映射类别,用于存储影像集合影像服务和派生的正射映射产品服务。

“内容”窗格中的正射映射工作空间,地图中显示数字航空影像

要查看影像轮廓线,您可以在内容窗格中右键单击影像集合,单击属性 > 显示,然后选中显示轮廓线

通过工作空间中影像的初始显示,可以确认是否已提供用于启动工作空间的所有影像和必要的元数据。 图像尚未对齐或平差,因此镶嵌几何可能不正确。 注:您可能需要放大到足够近才能看到影像。

将在 ArcGIS Pro 主菜单中添加一个新的正射映射选项卡。 单击此选项卡将显示一系列工具和工作流,专用于正射映射。 在产品类别中,由于尚未平差图像,因此所有按钮均不可用。

执行区域网平差

下一个步骤是使用校正优化组中的工具执行区域网平差。 区域网平差将首先计算连接点,它们是影像重叠区域中的公共点。 然后将使用连接点计算每个影像的方向,即摄影测量中的“外部方向”。

  1. 正射映射选项卡的校正组中,单击校正 校正

  2. 确保未选中执行相机标定选项。

    默认情况下,对于数字航空影像,大多数机载传感器都经过了校准,并在相机标定报告中提供了准确的内方位元素值。 自动相机标定通常应用于其他类型的数据(例如低成本无人机相机),旨在计算和改进相机的几何参数,同时确定影像方向和影像地面坐标。

  3. 接受所有剩余的默认设置,然后单击运行,执行区域网平差。

    平差设置

  4. 正射映射选项卡上的查看组中,单击日志

    可以在日志文件中查看连接点残差或精度报告。 连接点均方根误差 (RSME) 的单位为像素。

    平差日志

查看平差结果

  1. 正射映射选项卡上的查看组中,单击平差报告以生成平差统计数据。

    平差报告提供了平差的记录和过程的整体质量测量值。

    平差报告

生成数字表面模型 (DSM)

影像集合的立体像对可用于生成可获取高程数据的点云(3D 点)。 推导出的高程数据将被分类为数字地形模型 (DTM),仅包括地面表面;或数字表面模型 (DSM),包括树木、建筑物和其他地面以上要素的高程。

注:

可在影像集合具有大量可形成立体像对的重叠时获取高程值。 用于生成点云的典型影像重叠为沿飞行航线 80% 的向前重叠,以及飞行航线之间 60% 的重叠。

按照以下步骤使用向导生成 DSM:

  1. 正射映射选项卡上,单击产品组中的 DSM 按钮

    正射映射产品向导窗口将弹出。

  2. 单击下一步,进入点云设置窗口。

  3. 点云设置窗口中,对于匹配方法,从下拉菜单中选择半全局匹配

    该方法通常用于城市区域的影像,可以捕获更详细的地形信息。

  4. 接受默认点地面间距值。

    此设置定义生成 3D 点时采用的间距(以米为单位)。 默认值为源影像分辨率的三倍。

  5. 接受其余所有默认设置,然后单击下一步

    有关高级设置的信息,请参阅使用 DEM 向导创建高程数据

    点云设置

  6. DSM 设置窗口中,对于像元大小,使用默认值 3 x GSD

    这将决定 DSM 的分辨率,在这种情况下为影像分辨率的三倍。

  7. 接受其余的默认设置,然后单击完成

    随即生成 DSM。

生成正射镶嵌

接下来,您将生成正射镶嵌。 正射镶嵌是经过正射校正的图像产品,由图像集合镶嵌而成。 几何变形已经过校正,影像已经过色彩平衡,从而生成无缝镶嵌数据集。

  1. 正射映射选项卡的产品组中,单击正射镶嵌启动正射镶嵌向导。

  2. 确保已选中色彩平衡生成接缝线选项。

  3. 单击下一步

  4. 色彩平衡设置窗格中,对于平衡方法,从下拉列表中选择匀光,并接受所有其他默认选项。

  5. 单击下一步

  6. 接缝线设置窗口中,对于计算方法,从下拉列表中选择辐射度

  7. 展开处理部分,并为混合宽度输入 20

    正射映射接缝线设置

  8. 单击下一步

    向导引导的工作流进入下一个窗格:正射镶嵌设置

  9. 接受正射镶嵌设置窗格中的所有默认设置,然后单击完成

    正射镶嵌将生成,并在内容窗格中列出,同时加载到地图显示中。

    正射镶嵌

摘要

在本教程中,您连接到 Server 并为数字航空影像创建了一个正射映射工作空间,并使用校正工具执行了摄影测量平差。 随后,您使用产品组中的工具生成了 DSM 和正射镶嵌。

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