Ausgleichsoptionen für digitale Luftbilddaten in Reality-Mapping

Für ArcGIS-Organisationen mit der ArcGIS Reality-Lizenz verfügbar.

Die bei der Berechnung der Blockausgleichung verwendeten Parameter können im Fenster Ausgleichen definiert werden. Welche Ausgleichsoptionen verfügbar sind, hängt vom Typ des Workspace ab, den Sie beim Einrichten des Reality-Mapping-Projekts definiert haben. Beispielsweise wird für Luftbilddaten Rahmentriangulation durchgeführt.

Blockausgleichung

Nachfolgend werden die Blockausgleichungsparameter für digitale Luftbilddaten beschrieben. Diese Parameter werden beim Berechnen von Verknüpfungspunkten oder Bodenpasspunkten (GCPs) und dem Berechnen der Blockausgleichung verwendet.

Weitere Informationen zu Ausgleichsoptionen für Drohnenbilder finden Sie unter Ausgleichsoptionen für Drohnenbilddaten in Reality-Mapping.

Durchführen der Kamerakalibrierung

Bei der automatischen Kamerakalibrierung werden die geometrischen Parameter der Kamera, einschließlich der inneren Ausrichtung und der Linsenkorrektur, berechnet und optimiert. Dabei werden die Ausrichtung und Bodenkoordinaten des Bildes bestimmt. Wenn die Kamera nicht kalibriert wurde, wählen Sie die Optionen unten aus, um die Gesamtqualität und -genauigkeit der Bündelblockausgleichung zu verbessern. Sie können die Kamera während der Blockausgleichung kalibrieren, um die Parametergenauigkeit der Kamera zu verbessern. In den meisten Fällen sollten diese Optionen nicht aktiviert werden, da hochwertige Digitalkameras in der Regel bereits kalibriert sind. Dies ist die Standardeinstellung.

• Brennweite: Optimiert die Brennweite des Kameraobjektivs.
• Hauptpunkt: Optimiert den Hauptpunkt der Autokollimation.
• K1,K2,K3: Optimiert die Koeffizienten für die radiale Verzerrung.
• P1,P2: Optimiert die Koeffizienten für die tangentiale Verzerrung.
• Bildposition für GPS mit hoher Genauigkeit korrigieren: Diese Option wird nur für Bilddaten verwendet, die mit differentiellem GPS mit hoher Genauigkeit, z. B. GPS mit Echtzeitkinematik (Real Time Kinematic, RTK) oder Postprocessing-Kinematik (PPK), erfasst wurden. Wenn diese Option aktiviert ist, werden nur die Ausrichtungsparameter der Bilddaten ausgeglichen. Die GPS-Messungen bleiben unverändert. Bodenpasspunkte (Ground Control Points, GCPs) sind nicht erforderlich, wenn diese Option aktiviert wurde.

Weitere Informationen zu Kalibrierungsoptionen finden Sie unter Kameratabellenschema.

Hinweis:

Für bessere Ergebnisse der Blockausgleichung und Produktgenerierung wird eine höhere Längsüberdeckung und Querüberdeckung bei der Luftbildfotografie empfohlen.

Schwellenwert für groben Fehlerpunkt (in Pixeln)

Verknüpfungspunkte mit einem Restfehler größer als der Wert von Schwellenwert für groben Fehlerpunkt werden bei der Berechnung der Ausgleichung nicht verwendet. Die Maßeinheit für das Residuum ist Pixel.

Einstellung der A-Priori-Genauigkeit

Mit der Einstellung für die A-Priori-Genauigkeit können Sie die Genauigkeit der Ausrichtungsdaten aus POS (Position Orientation measurement Systems) wie Applanix festlegen. Die Genauigkeitsinformationen können je nach POS variieren. Möglicherweise gibt ein POS nur die Positionsgenauigkeit aus, während ein anderes die Genauigkeit in x, y und z angibt. Sie brauchen daher nur die jeweils verfügbaren Genauigkeitsinformationen einzugeben. Die Standardeinstellung für diese Kategorie ist NULL.

Digitale flugzeuggestützte Plattformen messen die äußere Ausrichtung mit einem POS. Sie können die gemessene Genauigkeit dieser Parameter angeben, um die Qualität der Ausgleichung zu verbessern.

Bildposition (Meter)	Beschreibung
X	Die Genauigkeit der X-Koordinate, die vom Flug-POS bereitgestellt wurde. Die Einheiten müssen mit PerspectiveX übereinstimmen.
Y	Die Genauigkeit der Y-Koordinate, die vom Flug-POS bereitgestellt wurde. Die Einheiten müssen mit PerspectiveY übereinstimmen.
Z	Die Genauigkeit der Z-Koordinate, die vom Flug-POS bereitgestellt wurde. Die Einheiten müssen mit PerspectiveZ übereinstimmen.
Planar	Die Genauigkeit der XY-Koordinate, die vom Flug-POS bereitgestellt wurde. Die Einheiten müssen mit PerspectiveX oder PerspectiveY übereinstimmen.
Position	Die Genauigkeit der XYZ-Koordinate, die vom Flug-POS bereitgestellt wurde. Die Einheiten müssen mit PerspectiveX, PerspectiveY oder PerspectiveZ übereinstimmen.

Höhe (Grad)	Beschreibung
Omega	Die Genauigkeit des Omega-Winkels, der vom Flug-POS bereitgestellt wurde. Die Einheit ist in Dezimalgrad.
Phi	Die Genauigkeit des Phi-Winkels, der vom Flug-POS bereitgestellt wurde. Die Einheit ist in Dezimalgrad.
Kappa	Die Genauigkeit des Kappa-Winkels, der vom Flug-POS bereitgestellt wurde. Die Einheit ist in Dezimalgrad.

GNSS-Einstellungen

GNSS-Einstellungen bieten die Möglichkeit, den Versatz zwischen der GPS-Antenne, der Kamera und der globalen Verschiebung des GPS-Signals in der Bündelausgleichung zu kalibrieren. Für die Verwendung der GNSS-Einstellungen müssen GCPs in die Ausgleichung einbezogen werden.

Bei einigen flugzeuggestützten Erfassungen befinden sich die GPS-Antenne und das Kamerasystem an getrennten Positionen. Mit den folgenden Optionen können Sie Versätze in Positionsmessungen korrigieren, die durch den physischen Versatz zwischen Kamera und GPS-Antenne entstehen:

• Antennenversatz berechnen: Korrigiert Fehler der Sensorposition durch Berechnung des physischen Versatzes zwischen der Kamera und der flugzeuggestützten GPS-Antenne
• Versatz berechnen: Korrigiert die instrumentelle Verschiebung des GPS-Signals

Berechnen der nachfolgenden Standardabweichung für Bilder und Lösungspunkte

Mithilfe der folgenden Optionen können Sie die Standardabweichung für die Parameter der äußeren Ausrichtung und die Lösungspunkt-Koordinaten jedes Bildes berechnen:

• Nachfolgende Standardabweichung für Bilder berechnen: Es wird die nachfolgende Standardabweichung von Lösungspunkten nach Ausgleichung berechnet. Die berechneten Werte der Standardabweichung werden in der Lösungstabelle gespeichert.
• Nachfolgende Standardabweichung für Lösungspunkte berechnen: Es wird die nachfolgende Standardabweichung jeder Bildposition und -ausrichtung nach Ausgleichung berechnet. Die berechneten Werte der Standardabweichung werden in der Lösungspunktetabelle gespeichert.

Neuprojizieren von Verknüpfungspunkten

Ein Teil des Ausgleichungsprozesses ist die Berechnung und Anzeige der einzelnen Verknüpfungspunkte an ihrer korrekten 2D-Kartenposition. Dies ist ein optionaler Schritt, der nur die visuelle Analyse der Verknüpfungspunkte mit der 2D-Kartenansicht unterstützt. Nach der Ausgleichung muss die Option Verknüpfungspunkte neu projizieren im Dropdown-Menü Verknüpfungspunkte verwalten verwendet werden.

Hinweis:

Bei großen Projekten mit über 1000 Bildern kann dieser Schritt übersprungen werden, um die Verarbeitungsdauer zu verkürzen, ohne dass die Ausgleichungsqualität beeinträchtigt wird.

Abgleich von Verknüpfungspunkten

Verknüpfungspunkte sind Punkte, die allgemeine Objekte oder Positionen in den Überlappungsbereichen zwischen benachbarten Bildern repräsentieren. Mithilfe dieser Punkte können Sie die geometrische Genauigkeit in der Blockausgleichung optimieren. Die Kategorie Abgleich von Verknüpfungspunkten im Werkzeug Ausgleichung enthält Optionen für die Unterstützung der automatischen Berechnung von Verknüpfungspunkten aus überlappenden Bildern. Aktivieren Sie das Kontrollkästchen Paarweiser Vollbildabgleich, um die automatische Berechnung von Verknüpfungspunkten zu ermöglichen. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein:

• Die abgebildete Topografie ist sehr unterschiedlich, z. B. hügeliges Terrain mit großen Höhenunterschieden.
• Der Überlappungsprozentsatz bei der Vorwärts- und seitlichen Überlappung von Bildern ist geringer als der empfohlene Wert.
• Die Genauigkeit der Parameter für die initiale Ausrichtung der Bilddaten und der Mittelpunktkoordinaten der Projektion ist gering.
• Die Bilder haben sehr schräge Winkel.

Genauigkeit der Bildposition

Die inhärente Positionsgenauigkeit der Bilddaten hängt von der Anzeigegeometrie des Sensors, vom Sensortyp und von der Verarbeitungsebene ab. Die Positionsgenauigkeit wird in der Regel als Teil der Bilddaten beschrieben, die bereitgestellt werden können. Wählen Sie das Schlüsselwort aus, das die Genauigkeit der Bilddaten am besten beschreibt.

Sie können zwischen drei Einstellungen wählen, die im Algorithmus zur Berechnung von Verknüpfungspunkten verwendet werden, um die zu verwendende Anzahl der Bilder in der Nachbarschaft zu bestimmen. Wenn die Genauigkeit z. B. auf Hoch festgelegt ist, verwendet der Algorithmus eine kleinere Nachbarschaft zum Identifizieren übereinstimmender Features in den überlappenden Bildern.

Einstellung	Beschreibung
Niedrig	Die Bilder weisen eine geringe Positionsgenauigkeit und große Fehler bei der Sensorausrichtung auf (Rotation um mehr als 5 Grad). Es wird der Scale Invariant Feature Transform-(SIFT-)Algorithmus verwendet, der einen großen Pixel-Suchbereich aufweist, um die Berechnung der Punktzuordnung zu unterstützen.
Mittel	Die Bilder weisen eine mittlere Positionsgenauigkeit und kleine Fehler bei der Sensorausrichtung auf (Rotation um weniger als 5 Grad). Der Harris-Algorithmus wird mit einem Suchbereich von ca. 800 Pixeln verwendet, um die Berechnung der Punktzuordnung zu unterstützen. Dies ist die Standardeinstellung.
Hoch	Die Bilder weisen eine hohe Positionsgenauigkeit und kleine Fehler bei der Sensorausrichtung auf. Diese Einstellung eignet sich für Satellitenbilder und Luftbilddaten, die mit Daten zur äußeren Ausrichtung bereitgestellt wurden. Der Harris-Algorithmus wird mit einem kleinen Suchbereich verwendet, um die Berechnung der Punktzuordnung zu unterstützen.

Ähnlichkeit der Verknüpfungspunkte

Wählen Sie die Toleranzstufe für die entsprechenden Verknüpfungspunkte zwischen Bildpaaren aus.

Einstellung	Beschreibung
Niedrig	Die Ähnlichkeitstoleranz für die übereinstimmenden Bildpaare ist niedrig. Diese Einstellung erzeugt die Paare mit der höchsten Übereinstimmung, einige Übereinstimmungen weisen jedoch möglicherweise eine höhere Fehlerstufe auf.
Mittel	Die übereinstimmenden Paare weisen eine mittlere Ähnlichkeitstoleranz auf. Dies ist die Standardeinstellung.
Hoch	Die übereinstimmenden Paare weisen eine hohe Ähnlichkeitstoleranz auf. Diese Einstellung erzeugt die geringste Anzahl von übereinstimmenden Paaren, jedes übereinstimmende Paar weist jedoch eine niedrigere Fehlerstufe auf.

Dichte der Verknüpfungspunkte

Wählen Sie die relative Anzahl der zu berechenden Verknüpfungspunkte zwischen Bildpaaren aus.

Einstellung	Beschreibung
Niedrig	Es wird die geringste Anzahl von Verknüpfungspunkten erzeugt.
Mittel	Es wird eine mittlere Anzahl von Verknüpfungspunkten erzeugt. Dies ist die Standardeinstellung.
Hoch	Es wird eine hohe Anzahl von Verknüpfungspunkten erzeugt.

Verteilung der Verknüpfungspunkte

Wählen Sie, ob die Ausgabepunkte eine regelmäßige oder eine zufällige Verteilung aufweisen.

• Zufällig: Punkte werden nach dem Zufallsprinzip erstellt. Nach dem Zufallsprinzip erstellte Punkte sind besser für überlappende Flächen mit unregelmäßigen Formen geeignet. Dies ist die Standardeinstellung.
• Regelmäßig: Punkte werden basierend auf einem festen Muster generiert.

Maskieren von Polygon-Features

Verwenden Sie eine Polygon-Feature-Class, um Bereiche aus der Berechnung von Verknüpfungspunkten auszuschließen.

In der Attributtabelle der Feature-Class wird die Ein- oder Ausschließung von Flächen zur Berechnung von Verknüpfungspunkten über das Feld mask gesteuert. Der Wert 1 gibt an, dass die von den Polygonen definierten Bereiche (innerhalb) aus der Berechnung ausgeschlossen werden. Der Wert 2 gibt an, dass die durch die Polygone definierten Bereiche (innerhalb) in die Berechnung eingeschlossen werden, während Bereiche außerhalb der Polygone ausgeschlossen werden.

Referenzen

Lowe, David G. (1999). "Object recognition from local scale-invariant features". Proceedings of the International Conference on Computer Vision. Band 2. S. 1150 – 1157.

Chris Harris and Mike Stephens (1988). "A Combined Corner and Edge Detector". Alvey Vision Conference. Band 15.