Representación cartográfica de realidad en ArcGIS Pro

Disponible con una licencia Standard o Advanced.

Disponible para una organización de ArcGIS con la licencia de ArcGIS Reality.

ArcGIS Reality for ArcGIS Pro es una extensión ArcGIS Pro que amplía las capacidades de representación cartográfica de ortofotos con generación de productos 3D y 2D de alta precisión. Con imágenes aéreas digitales y de drones, puede crear DSM de resolución máxima, ortofotos verdaderas, mallas de DSM 2D, nubes de puntos 3D densas y mallas 3D fotorrealistas. También puede crear productos de representación cartográfica de ortofotos utilizando imágenes aéreas escaneadas y de satélite. Los asistentes le guían a través de flujos de trabajo fotogramétricos para crear espacios de trabajo para su tipo de imágenes, realizar ajustes de bloques y generar productos.

En ArcGIS Pro, puede corregir fotogramétricamente las imágenes para eliminar la distorsión geométrica inducida por el sensor, la plataforma y el desplazamiento del terreno, la coincidencia de bordes y el balance de color de las ortoimágenes resultantes. Al crear un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad a partir de tipos de datos de sensores digitales aéreos o de drones, se pueden crear los siguientes productos derivados:

• Ortofoto verdadera almacenada en un formato de archivo como .tif o .crf
• Modelo digital de superficie (DSM) almacenado como archivos .tif o .crf
• Malla DSM 2D almacenada como archivos y teselas 3D .slpk, .dae y .obj
• Nube de puntos 3D almacenada como archivos .las
• Malla 3D almacenada como archivos y teselas 3D .slpk, .dae y .obj

Productos generados en ArcGIS Reality for ArcGIS Pro. Imágenes cortesía de LeadAir.

Además de crear productos derivados, puede utilizar el dataset de mosaico de ortorrectificado para admitir procesos adicionales o compartirlo como un servicio de imágenes dinámico o un servicio de imágenes en caché.

Empezar a usar ArcGIS Pro Reality

La representación cartográfica de realidad con ArcGIS Pro requiere tres pasos principales:

• Crear un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad.
• Realizar un ajuste de bloques para corregir las distorsiones geométricas de las imágenes.
• Generar productos de representación cartográfica de realidad.

Crear un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad

Primero, cree un proyecto. A continuación, cree un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad, que es un subproyecto ArcGIS Pro del proyecto de ArcGIS Pro. El espacio de trabajo administra todos los recursos de representación cartográfica de realidad y abre una vista de mapa con una pestaña Representación cartográfica de realidad y una vista de representación cartográfica de realidad en el panel Contenido para el flujo de trabajo de representación cartográfica de realidad. La pestaña Representación cartográfica de realidad proporciona herramientas para el ajuste de bloques agrupados y la generación de productos de representación cartográfica de realidad. La vista de representación cartográfica de realidad del panel Contenido administra y visualiza las capas de los datos relacionados en el espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad.

El espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad y los datos almacenados en él dependen de los datos de origen. Es posible crear un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad para imágenes aéreas digitales o de drones. En el Asistente de representación cartográfica de realidad, puede proporcionar una carpeta que contenga imágenes, o puede utilizar un dataset de mosaico existente.

Al crear el espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad, se crea una categoría Representación cartográfica de realidad en el panel Catálogo. Expanda para ver el espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad que ha creado, que incluye una carpeta Imágenes que contiene las imágenes de origen y una carpeta Productos en la que se almacenan los productos de representación cartográfica de realidad.

El panel Contenido contiene toda una variedad de capas asociadas al espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad, por ejemplo, Puntos de control, Puntos de solución y Productos de datos. Estas capas están vacías hasta que inicie los pasos adecuados en el flujo de trabajo de representación cartográfica de realidad. Por ejemplo, la capa Puntos de control se rellena tras realizar un ajuste de bloques y la capa Productos de datos se rellena tras completar los pasos de generación de productos de representación cartográfica de realidad.

Realizar un ajuste de bloques

Después de crear el espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad, debe realizar un ajuste de bloques usando las herramientas de los grupos Ajustar y Perfeccionar. Un ajuste de bloques es una técnica utilizada en fotogrametría para computar una transformación para un área (un bloque) basándose en la relación fotogramétrica entre imágenes superpuestas, puntos de control del terreno (o GCP), un modelo de cámara y datos de elevación.

Aplicar un ajuste de bloques es un paso importante del proceso de ortorrectificación y la calidad de los productos de representación cartográfica de realidad depende de la precisión de los puntos de enlace y los GCP empleados en el ajuste. Se requieren imágenes superpuestas con mejores resultados producidos con una superposición del 80 % en una banda de imagen y con una superposición del 80 % entre bandas de imágenes. En la siguiente tabla se enumeran los porcentajes de superposición necesarios para varios tipos de terreno.

Superposición: hacia delante/hacia los lados	Recomendación	Escenario de paisaje
60/30	Esta es la superposición mínima requerida.	Terreno plano o abierto
80/30	Esta es la superposición mínima recomendada.	Terreno plano o abierto
80/60	Esto reduce la oclusión entre bandas.	Áreas construidas
80/80	Esto elimina la oclusión entre bandas.	Áreas construidas con estructuras de gran altura

El ajuste de bloques se calcula y aplica a las imágenes utilizando los siguientes datos y técnicas:

• Puntos de enlace: minimizan la desalineación entre las imágenes al enlazar imágenes superpuestas una a la otra en función de entidades de imágenes coincidentes. Estas entidades o puntos de enlace se obtienen con técnicas de coincidencia de imágenes automática.
• GCP: georreferencian las imágenes al terreno mediante datos de referencia del terreno. Los GCP se suelen recopilar con técnicas de levantamiento topográfico y estos puntos topográficos deben estar visibles en las imágenes de origen. Como alternativa, es posible derivar GCP secundarios a partir de un mapa base de ortoimagen existente.
• Triangulación: calcule la transformación de proyección de imagen a mapa minimizando y distribuyendo los errores entre puntos de control e imágenes.

Las herramientas de ajuste de bloques están disponibles en los grupos Ajustar y Refinar de la pestaña Representación cartográfica de realidad. Puede modificar las opciones de ajuste, ejecutar la herramienta Ajustar, agregar GCP y editar puntos de enlace. Para importar, modificar o eliminar los GCP, use las herramientas Administrar GCP. Para editar o agregar puntos de enlace, utilice las herramientas Administrar puntos de enlace.

Nota:

Los puntos de control, puntos de solución, resultados de ajuste de bloques y otros datos de ajuste se almacenan en el espacio de trabajo del proyecto. Esta información se utiliza desde las herramientas relevantes al progresar por el flujo de trabajo para producir productos de representación cartográfica de realidad. Por ejemplo, la transformación de ajuste asociada con cada imagen se utiliza para generar la salida de ortofoto verdadera.

Evaluación de exactitud

Después de realizar el ajuste de bloques, puede evaluar la exactitud revisando los valores residuales de GCP en la tabla del Administrador de GCP. La información residual de GCP figura en los campos dX, dY y dZ, que representan desviaciones de las posiciones medidas desde sus coordenadas de terreno reales en las direcciones X, Y y Z, respectivamente. Puede ordenar los valores residuales en orden ascendente o descendente haciendo clic en el título del campo. Los valores residuales más altos de lo esperado suelen indicar un error en la coordenada de terreno examinada, en la coordenada registrada o en la posición de la imagen medida. Se recomienda revisar, volver a medir y reajustar las posiciones medidas de GCP con valores residuales altos para lograr una precisión aceptable. Si no se observa ninguna mejora en el valor residual, puede cambiar el estado del punto haciendo clic con el botón derecho en la etiqueta de GCP y seleccionando Punto de verificación. Vuelva a ejecutar el ajuste después de cambiar el estado de punto para incorporar el cambio en el proceso de ajuste.

De forma similar a los GCP, los puntos de verificación son puntos con coordenadas terrestres conocidas y miden entidades que son visibles en varias imágenes superpuestas. Los puntos de verificación se utilizan para medir la precisión de los resultados del ajuste, más que para controlar el proceso de ajuste de bloques. En cada punto de verificación, la distancia entre su ubicación conocida en el terreno y la ubicación del píxel correspondiente después del proceso de ajuste se utiliza para calcular el error RMS. Para refinar aún más la precisión del ajuste, agregue o elimine GCP o modifique las opciones de ajuste. Una vez que los resultados del ajuste estén dentro de los requisitos de precisión del proyecto, se pueden generar productos derivados. La precisión general del bloque ajustado se proporciona en la tabla Administrador de GCP. También se proporcionan estadísticas de precisión adicionales en el informe de ajuste.

Generar productos de representación cartográfica de realidad

Una vez ajustadas las imágenes, puede generar productos de representación cartográfica de realidad con las herramientas del grupo Producto. Puede crear un producto de DSM, ortofoto verdadera, malla DSM, nube de puntos o malla 3D. Cada herramienta de generación de productos inicia un asistente que le guía por el proceso de creación del producto de representación cartográfica de realidad concreto.

• Varios productos: el asistente de Varios productos le guía por el flujo de trabajo para crear uno o varios productos de representación cartográfica de realidad en un único proceso. Los productos disponibles incluyen DSM, ortofoto verdadera, malla DSM, nube de puntos y malla 3D de alta precisión. Puede ajustar parámetros como el formato y el tipo de salida para cada producto. Si se necesitan productos 3D como nube de puntos o malla 3D, se recomienda no ajustar la configuración de calidad y tamaño de píxel, ya que su modificación puede afectar negativamente a la calidad del producto. Todos los productos derivados se almacenan en las carpetas pertinentes dentro de la categoría Representación cartográfica de realidad en el panel Catálogo.
• DSM: un DSM es un primer producto de elevación de la superficie que incluye la elevación de objetos en la superficie, como árboles y edificios. No lo utilice para la ortorrectificación de imágenes a menos que las imágenes de origen tengan una visualización de nadir o no contengan entidades sobre el suelo. Un DSM se deriva de pares superpuestos de imágenes aéreas o de satélite mediante métodos fotogramétricos.

  El asistente de DSM le guía a través del proceso de generación de elevación. Parámetros como la calidad y el tamaño de píxel se definen en la sección Configuración avanzada compartida del asistente y son definidos automáticamente por el sistema en función del tipo de sensor que se procesa y de otros parámetros. Se recomienda no cambiar la configuración predeterminada de tamaño de píxel y calidad, ya que puede afectar negativamente a la duración del procesamiento o a la calidad de los productos 3D generados. Tras la generación de productos, el producto DSM se almacena en la carpeta DEMs de la categoría Representación cartográfica de realidad del panel Catálogo.

• Ortofoto verdadera: se refiere a una imagen ortorrectificada en la que los elementos de la superficie y por encima de la superficie se proyectan ortogonalmente y no contiene ninguna inclinación de edificios ni entidades. En el asistente de Ortofoto verdadera, se establecen los parámetros que definen cómo se creará el producto de ortofoto verdadera. Para crear una imagen de ortofoto verdadera, se requiere un DSM derivado del bloque ajustado de imágenes. Como resultado, se genera un DSM como parte del proceso de ortofoto verdadera, aunque no se haya seleccionado un DSM previamente como producto. La imagen de ortofotos verdaderas de salida se almacena en la carpeta Orthos en la categoría Representación cartográfica de realidad del panel Catálogo.
• Malla DSM: una malla DSM es un modelo con textura 2.5D del área del proyecto en el que las imágenes ajustadas se despliegan en una versión de red irregular de triángulos (TIN) del DSM extraída de las imágenes superpuestas en el bloque ajustado. El asistente de malla DSM simplifica la creación del producto de malla DSM ofreciendo un flujo de trabajo optimizado con parámetros preconfigurados para crear una salida aceptable. La nube de puntos generada se almacena en la carpeta Mallas de la categoría Representación cartográfica de realidad del panel Catálogo.
• Nube de puntos: una nube de puntos es un modelo del área del proyecto definido por puntos 3D RGB coloreados de alta densidad que se extraen de las imágenes superpuestas del bloque. La ventana Nube de puntos permite generar una nube de puntos de alta densidad para el área del proyecto. La nube de puntos generada se almacena en la carpeta Nubes de puntos en la categoría Representación cartográfica de realidad del panel Catálogo.
• Malla 3D: una malla 3D es un modelo con textura 3D del área del proyecto en el que se reconstruyen de forma densa y precisa el suelo y las fachadas de las entidades por encima del suelo. La malla 3D se puede visualizar desde cualquier ángulo para obtener una representación realista del área del proyecto. El asistente de malla 3D simplifica el flujo de trabajo de malla 3D con parámetros predefinidos basados en sensores para la generación de mallas de alta calidad. La malla 3D generada se almacena en la carpeta Mallas en la categoría Representación cartográfica de realidad del panel Catálogo.

Los parámetros predeterminados para la creación de cada producto derivado se dividen en dos categorías: opciones globales y opciones locales específicas del producto.

• Configuración global: estas configuraciones se aplican a todos los productos de representación cartográfica de realidad. Para acceder a la configuración global, haga clic en la opción Configuración avanzada compartida en los distintos asistentes de producto.
• Opciones de configuración locales: se accede a ellas en los asistentes de producto y son específicas del producto, como Tipo de salida, Formato y Remuestreo.

Opción Configuración avanzada compartida

Un aspecto importante del proceso de generación de productos de representación cartográfica de realidad es la definición de parámetros. Se pueden configurar varios parámetros para definir la extensión, densidad y resolución del producto que se va a generar. La opción Configuración avanzada compartida, a la que se accede desde los asistentes de producto, muestra la ventana Configuración avanzada de productos, que contiene parámetros que afectan a la calidad de todos los productos generados en una sesión de representación cartográfica de realidad. La ventana Configuración avanzada de productos se divide en dos secciones: General y Productos 2D.

General

La configuración General es donde se definen las características de la calidad, el proyecto y el producto. Estos parámetros afectan tanto a la generación de productos 2D como 3D. A continuación se describen todas las opciones, incluidas las recomendaciones.

• Calidad: se relaciona con la resolución de la imagen que utilizará la aplicación para crear los productos derivados. La resolución de la imagen de entrada afecta a la densidad y la resolución de la nube de puntos y los productos de malla que se van a crear. La opción Calidad la establece automáticamente la aplicación de representación cartográfica de realidad utilizando información como el tipo de sensor, la configuración del escenario y la superposición porcentual. Los parámetros de la opción de configuración Calidad se enumeran a continuación.
  • Ultra: genera productos con la mayor densidad y la máxima resolución. Este parámetro se utiliza principalmente al procesar proyectos aéreos digitales estándar. El procesamiento de imágenes con esta opción es el que consume más recursos y tiempo. Como resultado, se recomienda utilizar una estación de trabajo dedicada al procesamiento de imágenes y no un recurso compartido o utilizado para otras tareas.
  • Alta: genera productos cuya muestra se reduce a un tamaño de píxel dos veces superior a la resolución del origen. La densidad de la nube de puntos generada disminuye aproximadamente cuatro veces para las imágenes aéreas digitales y 2,5 veces en el caso de las imágenes tomadas por drones cuando se compara con la opción Ultra. La duración del procesamiento y los requisitos de almacenamiento de los productos derivados son menores en comparación con la opción Ultra.
  • Media: genera productos cuya muestra se reduce a un tamaño de píxel cuatro veces superior a la resolución del origen.
  • Baja: genera productos cuya muestra se reduce a un tamaño de píxel ocho veces superior a la resolución del origen.
• Escenario: define la configuración de vuelo de las imágenes que se van a procesar. Los parámetros de la opción de configuración Escenario se enumeran a continuación.
  • Predeterminado: se recomienda para proyectos de imágenes tomadas por drones que pueden contener una combinación de imágenes nadir y oblicuas, así como datos de imágenes tomadas por drones.
  • Nadir: se recomienda para imágenes captadas con el eje óptico del sensor perpendicular al suelo. Se recomienda la opción Nadir al procesar imágenes aéreas digitales estándar capturadas mediante una configuración de vuelo nadir. Si las imágenes aéreas que se van a procesar están compuestas por imágenes de nadir y oblicuas, se recomienda que procese las imágenes de nadir por separado al generar productos derivados. Esto garantiza unos tiempos de procesamiento óptimos.
  • Oblicuo: se recomienda para procesar imágenes captadas con un eje óptico inclinado. Se utiliza para admitir la generación de productos 3D como nubes de puntos y mallas 3D.
• Tamaño de píxel: se relaciona con el tamaño de celda de los productos ráster que se van a generar, por ejemplo, ortofoto verdadera y DSM. Este ajuste no afecta a la densidad ni a la resolución de los productos de nube de puntos o malla. El tamaño de píxel del producto derivado se puede establecer manualmente o puede determinarla la aplicación de forma automática.

  La determinación automática es la configuración predeterminada. El tamaño de píxel del producto determinado automáticamente se basa en varios factores como la resolución de la imagen de origen, la calidad y la configuración del escenario, y se establece para lograr un rendimiento y calidad del producto óptimos. Se recomienda que solo cambie el valor del tamaño de píxel cuando se necesite un tamaño de píxel de producto específico para satisfacer los requisitos del proyecto. Para establecer manualmente el tamaño de píxel del producto de salida, siga estos pasos:

  • Desactive la casilla de tamaño de píxel Automático.
  • Elija Metro en la lista desplegable Tamaño de píxel.
  • Escriba el valor de tamaño de píxel requerido en el cuadro de entrada.

  Nota:

  Para crear un producto de menor resolución, utilice el parámetro Calidad en lugar del parámetro Tamaño de píxel. Reducir las opciones de calidad de Ultra a una opción inferior automáticamente reduce (doble) el tamaño de píxel con cada opción de calidad elegida. El uso de este enfoque reduce la densidad de puntos generada a la vez que escala linealmente la precisión en profundidad, garantizando un rendimiento óptimo y un flujo de trabajo más rápido.

  Las tablas que aparecen a continuación muestran el impacto potencial de varias opciones de Calidad y Escenario en la creación de productos derivados, a diferentes resoluciones, para distintos tipos de sensores.

  

  

  Las tablas anteriores muestran comparaciones relativas de diferentes ajustes de calidad y rendimiento de producto. La comparación relativa de la duración del procesamiento diferirá del rendimiento real del procesamiento en función de los recursos de su ordenador, la configuración del sistema, la red y las características del dataset, como el tamaño, el número de bandas, el almacenamiento y otras consideraciones.

• Límite de producto: introduce un shapefile para definir la extensión del producto de salida y reducir la duración del procesamiento. Se recomienda introducir un límite de proyecto antes de crear productos derivados.
• Entidades de corrección: introduce un shapefile utilizado para corregir errores en el DSM, como la regularización de las formas de los edificios. Con ello se mejora la calidad de salida de los productos de malla y ortofoto verdadera.
• Entidades de masa de agua: introduce shapefiles 3D utilizados para restringir hidrológicamente entidades, como lagos y ríos anchos, que pertenecen al área del proyecto. Si existen entidades de agua dentro del área del proyecto, agregue entidades de masa de agua para mejorar la calidad de los productos derivados.

  Si no dispone de un shapefile de entidades de masa de agua, las superficies de los lagos pueden aparecer muy irregulares y afectar negativamente a la calidad del producto. Es importante que la altura de las entidades de masa de agua coincida estrechamente con la altura del terreno de las entidades restringidas en el proyecto. Las discrepancias de altura introducirán distorsiones como la extensión de la imagen en el producto de salida. Se pueden derivar polígonos de entidades de masa de agua precisos utilizando la aplicación Representación cartográfica estéreo de ArcGIS Image Analyst.

Productos 2D

Las opciones de productos 2D enumeran varias capas de garantía de calidad de DSM que se pueden exportar como rásteres de .tif junto con el producto DSM.

• Exportar recuento de puntos por mapa de celdas: genera y exporta un ráster que representa el número de puntos 3D generados en cada píxel.
• Exportar altura de imagen de visualización de DSM con color: genera y exporta un ráster de intensidad coloreado por elevación.
• Exportar imagen de máscara binaria para píxeles no interpolados: en la máscara, los píxeles NoData e interpolados se representan en color oscuro, mientras que el resto de píxeles con medidas de altura se representan en color claro.
• Exportar mapa de distancia a los siguientes píxeles no interpolados: genera y exporta un ráster en el que la distancia euclidiana al píxel más cercano que contiene un valor de altura se asigna a los píxeles que no contienen una medida.
• Exportar mapa con recuento de modelo estéreo de punto final: genera y exporta un ráster que almacena el número de modelos estéreo de los que se derivó el DSM.
• Exportar desviación estándar de la celda de altura: genera y exporta un ráster en el que cada píxel almacena la desviación estándar de todas las alturas en cada píxel respectivo.
• Exportar rugosidad local: genera y exporta un ráster que representa las variaciones de altura y se basa en una cuadrícula de píxeles de 3 por 3.
• Mejorar la textura de ortofoto verdadera: ayude a mostrar los detalles ocultos en las zonas de sombra de la imagen de ortofoto verdadera.