ArcGIS10.5新特性OrthoMapping之“你问我答”
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2017-10-12
9月26日的公开课《灵活易用的ArcGIS影像生产》，在ArcGIS影像技术概述的基础上，重点介绍ArcGIS10.5影像新特性—OrthoMapping；主要包括OrthoMapping是什么、使用OrthoMapping的处理流程；并以资源三号国产卫星为例详细介绍影像生产流程。由于时间有限，在公开课中抛了大量的专业术语，以至于接触影像数据较少的同志们，在听课的过程中感觉到云里雾里的^_^。今天，这篇博文立足公开课所讲内容，以及答疑时群里所提出的问题，进一步解释。还没收听公开课的，也可带着如下问题，效果更佳。公开课视频可点击如下链接。
2017年Esri技术公开课 9月26日《灵活易用的ArcGIS影像生产》
Question1：镶嵌数据集是什么？镶嵌之后的影像还可以像单景影像一样进行栅格计算等操作吗？可以将不同数据源的同空间位置影像镶嵌在一起？镶嵌数据集中的镶嵌和影像的拼接有什么区别？
Answer：① 镶嵌数据集是管理和处理大规模影像数据的数据管理模型，采用“文件+数据库”的存储模式。 通过数据库管理影像元数据文件及编目信息，而原始数据并未存放到数据库中，因此可快速构建镶嵌数据集管理大规模影像数据。注意：栅格数据本身实际是没有入库的，而是以非托管的形式在镶嵌数据集中进行管理。也就是说，镶嵌数据集中存储了指向栅格数据位置的指针，而不是将实际的栅格数据存储在镶嵌数据集内。
镶嵌数据集同时还具备两大技术特性：实时处理与动态镶嵌。对栅格数据提供了动态镶嵌和实时处理的功能，不改变影像的原始像元值，不输出中间成果，很好的保留影像特性，减少磁盘冗余。通过栅格类型（raster type）提供对多元传感器的支持。镶嵌数据集—ArcGIS Pro | ArcGIS Desktop
② 镶嵌数据集对影像的处理可通过添加栅格函数执行，部分gp工具直接支持镶嵌数据集作为输入，使用工具前请查看工具输入的数据类型是否支持即可。比如copyraster工具，就支持镶嵌数据集。
③ 如果拿到的数据在影像类型、波段数和位深方面相似的情况下，可在单个镶嵌数据集中管理所有影像。对于来自不同源和传感器的大量影像集合，可以创建单独的源镶嵌数据集，之后通过派生镶嵌数据集对源镶嵌数据集进行管理。有人疑问什么是源镶嵌数据集，什么是派生镶嵌数据集呀？看如下帮助解释：
影像：数据管理模式及建议 ：点击打开链接
④镶嵌数据集中的镶嵌是动态完成的，不需要将结果输出即可实现动态镶嵌，此外还可以调整镶嵌方法。影像拼接工具（mosaicto new raster），是直接将拼接结果进行输出的，对于诸如全国的影像数据，使用此工具进行拼接输出，时间和效率上都不能满足需求。
Question2：区域网平差的原理是什么，没有地面控制点可以执行区域网平差吗？
Answer：①区域网平差是用于摄像测量的一种技术，通过求解根据一组控制点建立的数学模型来优化影像方向和几何参数的过程。然后，将使用计算的几何参数来更正影像方向，并利用高程模型来正射校正影像。百度“区域网平差”，有很多原理和公式，想要具体了解计算公式吧啦吧啦的的还是问度娘O(∩_∩)O~。
光束法区域网平差是区域网平差的一种，OrthoMapping工具集中用到的正是光束法区域网平差。此过程中使用的控制点包括三种类型：如下图所示。光束法区域网平差可根据这些控制点建立共线方程，并使用最小二乘算法通过在这些控制点之间最小化和分布错误来计算变换。因此，将更正或最小化影像几何错误，并解决不匹配的问题。
② 没有地面控制点，可以使用计算连接点工具自动生成连接点，进行无控的区域网平差。如果有地面控制点的话，可以将其和连接点合并，用来做区域网平差，结果更准确。
Question3：立体像对是什么？
Answer：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。资源三号卫星、WorldView卫星等都可以获得立体影像。
如下图所示：
Question4：OrthoMapping工具箱生产的镶嵌正射产品指的是什么？
Answer：镶嵌正射产品，主要指对影像数据进行了正射校正、边匹配、接缝线生成以及色彩平衡处理，处理后的结果是无缝拼接且匀色后的正射产品数据。其中，正射校正指的是移除由平台、传感器、特别是地形位移导致的几何变形的过程。
Question5：ArcGIS pro的122个栅格函数比ArcMap的53个栅格函数多了哪些，能总结一下或者有什么文档参考这方面的增强吗？
Answer： 目前ArcMap集成了53个栅格函数，ArcGIS Pro提供了122个可视化的栅格函数功能，用户可以在栅格函数编辑器中构建自己的动态处理模型。具体请参见链接：
ArcMap中栅格函数列表：什么是栅格或镶嵌数据集使用的函数？—帮助 | ArcGIS Desktop
ArcGIS Pro中的栅格函数列表：栅格函数列表—ArcGIS Pro | ArcGIS Desktop
Question6： Drone2Map for ArcGIS和OrthoMapping工具集以及ENVI OneButton感觉功能重叠。能不能比较一下这三个产品的异同。OrthoMapping相对于那两个有什么优势？
Answer：这个问题问的十分的好，有回答不到之处，还请各位批评指正。
从支持的数据源来看，Drone2Map和ENVI OneButton是专门处理无人机影像的，而OrthoMapping工具集可支持无人机、航空影像以及卫星影像等，支持的栅格类型更广泛。
OrthoMapping工具集的优势：擅长批量数据生产，进行数据生产无中间成果输出，既节约了存储空间，还保证了较高的处理时间快，支持自动处理与人机交互，结果精度高，操作便捷。
从生成的结果产品来看，Drone2Map和ENVI OneButton都可以根据无人机影像实现自动化处理流程，执行光束法区域网平差，输出高精度无缝镶嵌正射影像、地形(DSM)和3D点云产品；但是，Drone2Map for ArcGIS支持基于无人机影像快速生成倾斜摄影测量建模成果，并能导出成基于I3S标准的数据格式SPK；导出的SPK格式的数据可通过Drone2Mapfor ArcGIS直接上传到Portal for ArcGIS上并发布成三维服务；ENVI OneButton目前还不能支持生成3D模型。
Drone2Map和ENVI OneButton其余的不同，比如处理效率和精度等，需要实测数据来说明问题了，没有测试就没有发言权啦，等有时间可详细对比分析。
看下方链接，来详细了解Drone2Map和ENVI OneButton：
Drone2Map for ArcGIS-从2D影像到3D成果 - ArcGIS知乎-新一代ArcGIS问答社区
http://zhihu.esrichina.com.cn/article/3010
Drone2Map1.2 发布：让精度与效率双翼双飞！ -ArcGIS知乎-新一代ArcGIS问答社区
http://zhihu.esrichina.com.cn/article/3186
ENVI OneButton无人机图像处理软件_ENVI-IDL技术殿堂_新浪博客
http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102xa2p.html
ENVI OneButton5.0新功能 - ArcGIS知乎-新一代ArcGIS问答社区
http://zhihu.esrichina.com.cn/article/3353
Question7：插值点云工具中，表面类型选项中的DTM和DSM区别？
Answer：OrthoMapping工具集提供了基于大规模立体影像生产三维点云成果的工具（Generate Point Cloud），以及将点云插值为高程的工具（InterpolateFrom Point Cloud），帮助用户获得地形数据。立体像对生成的 3D 点分为两个类别：地面（裸露地表）和地面以上（建筑物和树）。源自地面类型点的高程数据称为 DTM，来源于地面以上类型点的高程数据称为 DSM。
Question8：使用OrthoMapping工具集处理后的成果，如果想在组织内共享，可以通过ArcGIS server发服务到portal共享吗？
Answer： 镶嵌数据集是支持直接发布为影像服务的。如果您安装了sever和portal，可以将sever和portal联合，这样发布到server中的服务会自动作为项目添加到portal中，之后就可以在门户的组织内进行共享了。
【ArcGIS 影像服务速成】1、什么是ArcGIS影像服务
Question9：动态影像服务和缓存影像服务是什么，有什么区别？
Answer：发布影像服务的时候，可以选择动态影像服务和缓存影像服务。二者都具备影像服务的功能，不同的是，动态影像服务在出图时是根据web端的请求进行实时渲染；缓存影像服务，由于已对影像服务创建了缓存切片，在出图时是直接传输缓存切片的。
什么是影像服务缓存？—文档 | ArcGIS Enterprise
【ArcGIS对国产卫星的支持】 篇8：影像服务的发布
文章来源：http://blog.csdn.net/zglybl/article/details/78198839
2017年Esri技术公开课 9月26日《灵活易用的ArcGIS影像生产》
Question1：镶嵌数据集是什么？镶嵌之后的影像还可以像单景影像一样进行栅格计算等操作吗？可以将不同数据源的同空间位置影像镶嵌在一起？镶嵌数据集中的镶嵌和影像的拼接有什么区别？
Answer：① 镶嵌数据集是管理和处理大规模影像数据的数据管理模型，采用“文件+数据库”的存储模式。 通过数据库管理影像元数据文件及编目信息，而原始数据并未存放到数据库中，因此可快速构建镶嵌数据集管理大规模影像数据。注意：栅格数据本身实际是没有入库的，而是以非托管的形式在镶嵌数据集中进行管理。也就是说，镶嵌数据集中存储了指向栅格数据位置的指针，而不是将实际的栅格数据存储在镶嵌数据集内。
镶嵌数据集同时还具备两大技术特性：实时处理与动态镶嵌。对栅格数据提供了动态镶嵌和实时处理的功能，不改变影像的原始像元值，不输出中间成果，很好的保留影像特性，减少磁盘冗余。通过栅格类型（raster type）提供对多元传感器的支持。镶嵌数据集—ArcGIS Pro | ArcGIS Desktop
② 镶嵌数据集对影像的处理可通过添加栅格函数执行，部分gp工具直接支持镶嵌数据集作为输入，使用工具前请查看工具输入的数据类型是否支持即可。比如copyraster工具，就支持镶嵌数据集。
③ 如果拿到的数据在影像类型、波段数和位深方面相似的情况下，可在单个镶嵌数据集中管理所有影像。对于来自不同源和传感器的大量影像集合，可以创建单独的源镶嵌数据集，之后通过派生镶嵌数据集对源镶嵌数据集进行管理。有人疑问什么是源镶嵌数据集，什么是派生镶嵌数据集呀？看如下帮助解释：
影像：数据管理模式及建议 ：点击打开链接
④镶嵌数据集中的镶嵌是动态完成的，不需要将结果输出即可实现动态镶嵌，此外还可以调整镶嵌方法。影像拼接工具（mosaicto new raster），是直接将拼接结果进行输出的，对于诸如全国的影像数据，使用此工具进行拼接输出，时间和效率上都不能满足需求。
Question2：区域网平差的原理是什么，没有地面控制点可以执行区域网平差吗？
Answer：①区域网平差是用于摄像测量的一种技术，通过求解根据一组控制点建立的数学模型来优化影像方向和几何参数的过程。然后，将使用计算的几何参数来更正影像方向，并利用高程模型来正射校正影像。百度“区域网平差”，有很多原理和公式，想要具体了解计算公式吧啦吧啦的的还是问度娘O(∩_∩)O~。
光束法区域网平差是区域网平差的一种，OrthoMapping工具集中用到的正是光束法区域网平差。此过程中使用的控制点包括三种类型：如下图所示。光束法区域网平差可根据这些控制点建立共线方程，并使用最小二乘算法通过在这些控制点之间最小化和分布错误来计算变换。因此，将更正或最小化影像几何错误，并解决不匹配的问题。
② 没有地面控制点，可以使用计算连接点工具自动生成连接点，进行无控的区域网平差。如果有地面控制点的话，可以将其和连接点合并，用来做区域网平差，结果更准确。
Question3：立体像对是什么？
Answer：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。资源三号卫星、WorldView卫星等都可以获得立体影像。
如下图所示：
Question4：OrthoMapping工具箱生产的镶嵌正射产品指的是什么？
Answer：镶嵌正射产品，主要指对影像数据进行了正射校正、边匹配、接缝线生成以及色彩平衡处理，处理后的结果是无缝拼接且匀色后的正射产品数据。其中，正射校正指的是移除由平台、传感器、特别是地形位移导致的几何变形的过程。
Question5：ArcGIS pro的122个栅格函数比ArcMap的53个栅格函数多了哪些，能总结一下或者有什么文档参考这方面的增强吗？
Answer： 目前ArcMap集成了53个栅格函数，ArcGIS Pro提供了122个可视化的栅格函数功能，用户可以在栅格函数编辑器中构建自己的动态处理模型。具体请参见链接：
ArcMap中栅格函数列表：什么是栅格或镶嵌数据集使用的函数？—帮助 | ArcGIS Desktop
ArcGIS Pro中的栅格函数列表：栅格函数列表—ArcGIS Pro | ArcGIS Desktop
Question6： Drone2Map for ArcGIS和OrthoMapping工具集以及ENVI OneButton感觉功能重叠。能不能比较一下这三个产品的异同。OrthoMapping相对于那两个有什么优势？
Answer：这个问题问的十分的好，有回答不到之处，还请各位批评指正。
从支持的数据源来看，Drone2Map和ENVI OneButton是专门处理无人机影像的，而OrthoMapping工具集可支持无人机、航空影像以及卫星影像等，支持的栅格类型更广泛。
OrthoMapping工具集的优势：擅长批量数据生产，进行数据生产无中间成果输出，既节约了存储空间，还保证了较高的处理时间快，支持自动处理与人机交互，结果精度高，操作便捷。
从生成的结果产品来看，Drone2Map和ENVI OneButton都可以根据无人机影像实现自动化处理流程，执行光束法区域网平差，输出高精度无缝镶嵌正射影像、地形(DSM)和3D点云产品；但是，Drone2Map for ArcGIS支持基于无人机影像快速生成倾斜摄影测量建模成果，并能导出成基于I3S标准的数据格式SPK；导出的SPK格式的数据可通过Drone2Mapfor ArcGIS直接上传到Portal for ArcGIS上并发布成三维服务；ENVI OneButton目前还不能支持生成3D模型。
Drone2Map和ENVI OneButton其余的不同，比如处理效率和精度等，需要实测数据来说明问题了，没有测试就没有发言权啦，等有时间可详细对比分析。
看下方链接，来详细了解Drone2Map和ENVI OneButton：
Drone2Map for ArcGIS-从2D影像到3D成果 - ArcGIS知乎-新一代ArcGIS问答社区
http://zhihu.esrichina.com.cn/article/3010
Drone2Map1.2 发布：让精度与效率双翼双飞！ -ArcGIS知乎-新一代ArcGIS问答社区
http://zhihu.esrichina.com.cn/article/3186
ENVI OneButton无人机图像处理软件_ENVI-IDL技术殿堂_新浪博客
http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102xa2p.html
ENVI OneButton5.0新功能 - ArcGIS知乎-新一代ArcGIS问答社区
http://zhihu.esrichina.com.cn/article/3353
Question7：插值点云工具中，表面类型选项中的DTM和DSM区别？
Answer：OrthoMapping工具集提供了基于大规模立体影像生产三维点云成果的工具（Generate Point Cloud），以及将点云插值为高程的工具（InterpolateFrom Point Cloud），帮助用户获得地形数据。立体像对生成的 3D 点分为两个类别：地面（裸露地表）和地面以上（建筑物和树）。源自地面类型点的高程数据称为 DTM，来源于地面以上类型点的高程数据称为 DSM。
Question8：使用OrthoMapping工具集处理后的成果，如果想在组织内共享，可以通过ArcGIS server发服务到portal共享吗？
Answer： 镶嵌数据集是支持直接发布为影像服务的。如果您安装了sever和portal，可以将sever和portal联合，这样发布到server中的服务会自动作为项目添加到portal中，之后就可以在门户的组织内进行共享了。
【ArcGIS 影像服务速成】1、什么是ArcGIS影像服务
Question9：动态影像服务和缓存影像服务是什么，有什么区别？
Answer：发布影像服务的时候，可以选择动态影像服务和缓存影像服务。二者都具备影像服务的功能，不同的是，动态影像服务在出图时是根据web端的请求进行实时渲染；缓存影像服务，由于已对影像服务创建了缓存切片，在出图时是直接传输缓存切片的。
什么是影像服务缓存？—文档 | ArcGIS Enterprise
【ArcGIS对国产卫星的支持】 篇8：影像服务的发布
文章来源：http://blog.csdn.net/zglybl/article/details/78198839
