OrthoMapping :基于资源三号立体像对的正射级产品流程解析

OrthoMapping是ArcGIS 10.5推出的基于无人机、大飞机、卫星拍摄的原始影像获取专业级别信息产品的生产能力。使用OrthoMapping工具集以及区域网平差操作窗可以生产大规模、高精度的DOM及DSM成果。
资源三号(ZY-3)卫星是中国第一颗自主的民用高分辨率立体测绘卫星,通过立体观测,可以测制1∶5万比例尺地形图,为国土资源、农业、林业等领域提供服务。
下面就以资源三号测绘卫星影像为例,一起了解OrthoMapping这项新能力。
1 数据准备
l ArcGIS Desktop (10.5 标准版/高级版)
l 资源三号三线阵立体影像(前视、后视)
2 ZY立体影像管理
从ArcGIS 10.4起,在镶嵌数据集的RasterType既可以直接支持我国主流的国产卫星。
在已创建的镶嵌数据集右键,打开添加数据对话框。选择ZY3类型—>设置处理模板为前后视及DEM—>输入主文件夹,既完成了数据入库。

3 区域网平差处理

区域网平差是基于重叠影像、地面控制点 (GCP)、相机模型、DEM 之间的内部关系进行平差(或变换)计算并将平差结果应用于区域网内影像的过程,是在 ArcGIS 中创建正射校正影像镶嵌的重要步骤。
在ArcGIS中,区域网平差解决方案包含一组OrthoMapping工具集以及区域网平差窗口。OrthoMapping工具集包含区域网平差工具,可以直接运行平差处理。
区域网平差操作窗为编辑控制点和执行区域网平差计算的质量控制提供界面。可用于编辑连接点和地面控制点 (GCP),也可以直接访问平差处理工具。 计算连接点
首先,是进行连接点计算。连接点是在两个或更多影像之间的重叠区域中的同名点。在平差操作窗中选择Block Adjustment Tools-> Compute Tile Points,打开计算连接点对话框。在列表中选择要进行空三的镶嵌数据集,设置相似度为中等,点密度为中等,点分布为随机。执行完成后,既查看控制点分布情况。
编辑连接点
区域网平差操作窗口可以提供对连接点的编辑,点击镶嵌数据集刷新界面,则生成的连接点显示在同名点列表中。点击任意一个连接点,连接点所在的影像显示在下方影像窗口。

点击控制点列表中一点,则可以在右下角影像窗口中看到连接点所在位置,编辑连接点的位置可使得同名点更精确。当自动选取连接点分布不均匀时,也可以通过手动选择进行添加,以提高平差精度。 分析连接点
查看完连接点后,可以进一步添加地面控制点,在此我们先考虑无控条件下的平差处理。点击Block Adjustment Tools-> Analyze Control Points,打开分析连接点对话框,采用默认设置既可以进行分析点计算。

分析点计算结果包含丰富信息,具体如下:
  • 各图像的控制点数
  • 控制点所覆盖的图像百分比(点分布)
  • 重叠区域
  • 重叠区域中的控制点数

对于控制点覆盖图像比例较小的影像可手工增加控制点,对于存在较大残差和 RMS的点,可以进一步编辑或删除。 计算平差
点击Block Adjustment Tools-> Compute Block Adjustment,计算平差,查看平差结果RMS。当RMS满足一定要求,如小于半个像素,则平差结果较好,可以应用平差计算的结果。

应用平差方案
点击Block Adjustment Tools-> Apply block adjustment,选择操作ADJUST,确定既可以将平差结果应用到镶嵌数据集。查看平差结果后的镶嵌数据集,其空间位置得到了更好的纠正,获得高精度的DOM成果。
5 点云及DSM提取
构建立体模型
立体像对通常是指从不同角度进行拍摄,获得的具有重叠区域的两张同一地区的遥感影像。点击Block Adjustment Tools->Build Stereo Model,基于平差处理后的高精度成果构建立体模型。完成后,镶嵌数据集即存储了像对的重叠区范围、图像编号及标识符等信息。
生成点云
模型构建完毕后,使用Generate Point Cloud工具创建点云,既可以自动提取该地区的点云成果,成果以切片形式输出,通过ArcGIS 点云数据集可以实现数据的高效管理,及可视化显示。

DSM/DEM创建
ArcGIS10.5中新增点云到地形数据的差值工具,选择Block Adjustment Tools->Interpolate From Points Cloud工具,工具提供三种差值方法及DSMDTM两种输出类型,即可以实现地形数据的快速提取。
5 小结
通过建模工具及Python编码,您也可以将以上工具进行封装。目前OrthoMapping可以支持国内外主流的高分辨率卫星影像、ADS航空影像以及无人机影像。更多处理流程,以后再续!
文章来源:https://mp.weixin.qq.com/s/T2iwM_sa1-ebNpwVb8Vf3A

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