Tutorial: Crear productos de imágenes aéreas digitales 2D en ArcGIS Reality for ArcGIS Pro

Disponible con una licencia Standard o Advanced.

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

En ArcGIS Pro, puede corregir las imágenes aéreas digitales capturadas por una cámara de representación cartográfica profesional utilizando fotogrametría para eliminar distorsiones geométricas provocadas por el sensor y corregir el desplazamiento del terreno. Después de corregir estos efectos, puede generar productos de representación cartográfica de realidad.

En este tutorial, configurará un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad para administrar una colección de imágenes aéreas. Realizará un ajuste de bloques y revisará los resultados. A continuación, generará productos de modelo digital de superficie (DSM), ortofotos verdaderas y malla DSM 2D.

El cálculo de la solución fotogramétrica de imágenes aéreas se determina por su orientación exterior (EO), que representa una transformación del suelo a la cámara, y su orientación interior (IO), que representa una transformación de la cámara a la imagen. Los parámetros EO requeridos incluyen coordenadas del centro de perspectiva (x,y,z) y los ángulos omega, fi y kappa se proporcionan en una tabla de cuadros. Los parámetros de orientación interior incluyen la longitud focal, el tamaño de píxel, el punto principal y la distorsión de la lente. Esta información está disponible en el informe de calibración de la cámara asociado a las imágenes y se debe proporcionar en una tabla de cámaras.

Licencia:

Las siguientes licencias son necesarias para completar este tutorial:

• ArcGIS Reality Studio
• ArcGIS Pro 3.1 o versiones posteriores
• Configuración de la extensión ArcGIS Reality for ArcGIS Pro

Crear un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad

Un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad es un subproyecto de ArcGIS Pro que se dedica a los flujos de trabajo de representación cartográfica de realidad. Es un contenedor de una carpeta de proyecto de ArcGIS Pro que almacena los recursos y archivos derivados que pertenecen a una única colección de imágenes.

Para este tutorial se proporciona una colección de imágenes aéreas digitales. Los datos del tutorial también contienen tablas de cuadros y cámaras.

Para crear un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad, siga estos pasos:

1. Descargue el dataset del tutorial y guárdelo en C:\SampleData\Aerial Imagery.

   Si guarda los datos en una ubicación diferente de su equipo, actualice la ruta en cada una de las entradas del archivo Nadir_FramesCam.csv.

   1. Descomprima el paquete en el directorio C:\SampleData\Aerial Imagery.
2. En ArcGIS Pro, cree un proyecto con la plantilla Mapa e inicie sesión en su cuenta de ArcGIS Online.

   El valor predeterminado Factor de procesamiento en paralelo es 50%. Para acelerar el proceso de ajuste, puede aumentar este valor.

3. En la pestaña Análisis, haga clic en Entornos y, en la ventana Entornos, cambie el valor de Procesamiento en paralelo al 80%.
4. En la pestaña Imágenes, en el grupo Representación cartográfica de realidad, haga clic en el menú desplegable Nuevo espacio de trabajo y elija Nuevo espacio de trabajo.
5. En la ventana Configuración de espacio de trabajo, escriba un nombre para el espacio de trabajo.
6. Defina Tipo de espacio de trabajo como Representación cartográfica de realidad.
7. En el menú desplegable Tipo de datos del sensor, elija Aéreo - Digital.
8. Defina el Tipo de escenario como Nadir.

   Se recomienda esta configuración cuando se trabaja con imágenes de nadir.

9. En el menú desplegable Mapa base, elija Topográfico.

   

10. Acepte el resto de valores predeterminados y haga clic en Siguiente.
11. En la ventana Colección de imágenes, en Archivo de orientación exterior / Tabla de cuadros de Esri, vaya a la carpeta de datos del tutorial de su equipo y al archivo de tabla de cuadros Nadir_FramesCam.csv.

    Esta tabla, que contiene información sobre cuadros y cámaras, especifica los parámetros que se utilizan para calcular tanto la IO como la EO de la cámara y las imágenes. En el proceso de ajuste de bloques, estos valores aproximados se afinan para una mayor precisión.

    Asegúrese de que las rutas de datos enumeradas en la columna raster del archivo de tabla de cuadros coincidan con la ubicación de los archivos de imagen en su equipo.

12. En Cámaras, haga clic en el botón Importar , vaya a la carpeta de datos del tutorial en su equipo y seleccione el archivo Nadir_FramesCam.csv.
Para este tutorial, las tablas de cuadros y cámaras de Esri se proporcionan como un único archivo en el formato adecuado. Para otros datasets, es posible que tenga que crear y formatear las tablas. Para obtener más información, consulte Esquema de la tabla Fotogramas.
13. Asegúrese de que los valores de Referencia espacial y del modelo de cámara sean correctos.

    La proyección predeterminada para el espacio de trabajo se define en función de las imágenes. Esta proyección debe coincidir con las coordenadas utilizadas en la tabla de cuadros y determina la referencia espacial de los productos de realidad que crea. Para este dataset, utilizará la proyección definida en la tabla de cuadros y cámaras: XY - NAD83 2011 StatePlane California V FIPS 0405, VCS NAVD88 (metros).

14. Acepte el resto de valores predeterminados y haga clic en Siguiente.

    

15. En la ventana Opciones del cargador de datos, en DEM, haga clic en el botón Examinar, vaya a la carpeta de datos del tutorial en su equipo y seleccione el archivo DEM_USGS_1m.tif.
16. Acepte el resto de valores predeterminados y haga clic en Finalizar.

    

Una vez creado el espacio de trabajo, se muestran las imágenes y las huellas de imágenes. La categoría Representación cartográfica de realidad también se ha agregado al panel Contenido. Aquí se hará referencia a los datos de imágenes de origen y los productos de Representación cartográfica de realidad derivados.

La visualización inicial de las imágenes en el espacio de trabajo confirma que se proporcionaron todas las imágenes y los metadatos necesarios para iniciar el espacio de trabajo. Las imágenes no se han ajustado, por lo que la alineación solo es aproximada en este momento, y es posible que el mosaico no tenga el aspecto correcto.

Realizar un ajuste de bloques

Después de crear el espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad, debe realizar un ajuste de bloques con las herramientas de los grupos Ajustar y Perfeccionar. El ajuste de bloques calculará los puntos de enlace, que son puntos comunes en áreas de superposición de imágenes. A continuación, los puntos de enlace se utilizarán para calcular la orientación de cada imagen, conocida como orientación exterior en fotogrametría.

Para llevar a cabo un ajuste de bloques, siga estos pasos:

1. En la pestaña Representación cartográfica de realidad, en el grupo Ajustar, haga clic en Ajustar .

   Realizar calibración de cámara no está activado de forma predeterminada para las imágenes de nadir aéreas digitales, ya que la mayoría de los sensores aéreos se han calibrado y proporcionan valores precisos de orientación interior en un informe de calibración de la cámara. La calibración automática de la cámara se aplica normalmente a otros tipos de datos, como cámaras de drones de bajo coste, para calcular y mejorar los parámetros geométricos de la cámara y, al mismo tiempo, determinar la orientación de la imagen y las coordenadas terrestres de la imagen.

2. Acepte los valores predeterminados de todos los ajustes y haga clic en Ejecutar.

   

3. Una vez completado el ajuste, active la capa Puntos de enlace en el panel Contenido para ver la distribución de los puntos de enlace generados en el mapa.

   

   Puede ver residuales de los puntos de enlace y los informes de precisión en el archivo de registro.

4. En la pestaña Representación cartográfica de realidad, en el grupo Revisar, haga clic en Vista de registros .

   

   Las unidades para el error RMS del punto de enlace son píxeles.

Revisar los resultados del ajuste

Después de realizar un ajuste de bloques, revise los resultados del ajuste y evalúe la calidad del ajuste. En la pestaña Representación cartográfica de realidad, en el grupo Revisar, haga clic en Informe de ajuste para generar estadísticas de ajuste. El informe de ajuste proporciona un registro del ajuste y las medidas generales de calidad del proceso.

Sugerencia:

La mejor práctica es utilizar puntos de control del terreno (GCP) para mejorar la precisión absoluta. Sin embargo, los GCP no estaban disponibles y no se incluyen en este ajuste.

Generar productos de representación cartográfica de realidad

Una vez completado el ajuste de bloques, los productos de imágenes 2D y 3D se pueden generar utilizando las herramientas del grupo Producto de la pestaña Representación cartográfica de realidad. Se pueden generar varios productos simultáneamente utilizando el asistente Productos de representación cartográfica de realidad o individualmente seleccionando la herramienta de producto correspondiente en el grupo Producto. Los tipos de productos que se pueden generar dependen de varios factores, incluidos el sensor, la configuración de vuelo de datos y el tipo de escenario. La configuración de vuelo del dataset de muestra es nadir, lo que es ideal para productos 2D como DSM, ortofotos verdaderas y mallas DSM.

Nota:

En este tutorial, se describen a continuación dos enfoques para generar productos derivados. Un enfoque utiliza el asistente Varios productos y el segundo utiliza los asistentes de producto con nombres individuales enumerados en el grupo Producto. Se recomienda que siga uno u otro enfoque de flujo de trabajo, ya que no es necesario realizar ambos flujos de trabajo para este tutorial.

Generar productos con el asistente Varios productos de representación cartográfica de realidad

El asistente Productos de representación cartográfica de realidad le guía a través del flujo de trabajo para crear uno o varios productos de Representación cartográfica de realidad en un único proceso. Entre los productos que se pueden generar con el asistente Varios productos de representación cartográfica de realidad, se encuentran DSM, ortofotos verdaderas, mallas DSM, nube de puntos y mallas 3D. Todos los productos generados se almacenan en carpetas de productos con el mismo nombre en la categoría Representación cartográfica de realidad del panel Catálogo.

Para generar productos con el asistente Varios productos de representación cartográfica de realidad, siga estos pasos:

1. En la pestaña Representación cartográfica de realidad, haga clic en el botón Varios productos del grupo Producto.

   Aparece la ventana Asistente de productos de representación cartográfica de realidad.

2. En el panel Configuración de generación de productos, desactive la casilla de verificación 3D.

   En este tutorial, solo se generan productos 2D.

3. Haga clic en el botón Configuración avanzada compartida.

   Aparece el cuadro de diálogo Configuración avanzada de productos, donde puede definir los parámetros que afectarán a los productos de Representación cartográfica de realidad que se generarán. Para obtener más información sobre la configuración avanzada de productos, consulte la opción Configuración avanzada compartida.

   Los valores de Calidad y Escenario se establecen automáticamente como Ultra y Nadir, respectivamente. No se deben cambiar para garantizar un rendimiento y una calidad óptimos del producto.

4. Acepte la configuración predeterminada Tamaño de píxel para generar productos a la resolución de la imagen de origen.
5. En Límite de producto, haga clic en el botón Examinar , vaya a la geodatabase de archivos en la ubicación de los datos del tutorial, seleccione 2D_Pro_bdry y haga clic en Aceptar.

   Se recomienda introducir un límite de producto por los siguientes motivos:

   • Definir la extensión de salida adecuada: cuando no se define un límite de producto, la aplicación define automáticamente una extensión en función de varios parámetros de dataset que podrían no coincidir con la extensión del proyecto.
   • Reducir el tiempo de procesamiento: si la extensión requerida del producto es menor que la extensión de la colección de imágenes, definir un límite de producto reduce la duración del procesamiento y recorta automáticamente la salida a la extensión del límite.

   

6. Acepte el resto de valores predeterminados y haga clic en Aceptar.

   El cuadro de diálogo Configuración avanzada de productos se cierra y usted volverá a panel Configuración de generación de productos del asistente Productos de representación cartográfica de realidad.

7. Haga clic en Siguiente para ir al panel Configuración de DSM y asegúrese de que los valores de los parámetros coincidan con los siguientes:
   • Tipo de salida: Mosaico
   • Formato: Formato de ráster de nube
   • Compresión: Ninguna
   • Remuestreo: Bilineal
8. Haga clic en Siguiente para ir al panel Configuración de ortofotos verdaderas y asegúrese de que los valores de los parámetros coincidan con los siguientes:
   • Tipo de salida: Mosaico
   • Formato: Formato de ráster de nube
   • Compresión: Ninguna
   • Remuestreo: Bilineal
9. Haga clic en Siguiente para ir al panel Configuración de malla DSM y asegúrese de que los valores de los parámetros coincidan con los siguientes:
   • Formato: SLPK
   • Textura: JPG y DDS
10. Haga clic en Finalizar para iniciar el proceso de generación de productos.

    Una vez completada la generación de productos, los productos de DSM y ortofoto verdadera se agregan automáticamente a la vista de mapa 2D. En el panel Catálogo, en el contenedor Representación cartográfica de realidad, los productos de malla DSM se agregan a la carpeta Mallas y los productos de ortofoto verdadera se agregan a la carpeta de Ortofotos.

Puede finalizar el tutorial ahora o seguir generando productos derivados utilizando las opciones de producto individuales del grupo Producto. Si continúa, los productos generados anteriormente se sobrescribirán. Para mantener los productos creados anteriormente, siga las instrucciones de la sección anterior Crear un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad para crear un nuevo espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad antes de continuar.

Generar un DSM

Para generar un DSM mediante el asistente Productos de representación cartográfica de realidad, siga estos pasos.

Nota:

Los valores de elevación se puedes derivar cuando la colección de imágenes tiene una buena cantidad de superposición para formar los pares estéreo. La superposición de imágenes típica necesaria para generar nubes de puntos es una superposición hacia delante del 80 por ciento a lo largo de una línea de vuelo y una superposición del 60% entre las líneas de vuelo.

1. En la pestaña Representación cartográfica de realidad, haga clic en el botón DSM en el grupo Producto.

   Aparece la ventana Asistente de productos de representación cartográfica de realidad.

2. Haga clic en Configuración avanzada compartida.

   Aparece el cuadro de diálogo Configuración avanzada de productos, donde puede definir los parámetros que afectarán a los productos de representación cartográfica de realidad que se generarán. Para obtener más información sobre la configuración avanzada de productos, consulte la opción Configuración avanzada compartida.

   Los valores de Calidad y Escenario se establecen automáticamente. No se deben cambiar para garantizar un rendimiento y una calidad óptimos del producto. Sin embargo, si desea generar un producto de resolución reducida, el valor de Calidad se puede reducir. Consulte Configuración avanzada compartida para obtener más información sobre el impacto de varios ajustes de calidad en la generación de productos.

3. Acepte los valores predeterminados de Tamaño de píxel para generar productos con la resolución de la imagen de origen.
4. En Límite de producto, seleccione una clase de entidad que identifique la extensión del producto de salida en la lista desplegable, o bien haga clic en el botón Examinar , vaya a la geodatabase de archivos en la ubicación de datos del tutorial, seleccione 2D_Pro_bdry y haga clic en Aceptar.

   Se recomienda introducir un límite de producto por los siguientes motivos:

   • Definir la extensión de salida adecuada: cuando no se define un límite de producto, la aplicación define automáticamente una extensión en función de varios parámetros de dataset que podrían no coincidir con la extensión del proyecto.
   • Reducir el tiempo de procesamiento: si la extensión requerida del producto es menor que la extensión de la colección de imágenes, definir un límite de producto reduce la duración del procesamiento y recorta automáticamente la salida a la extensión del límite.

5. Acepte el resto de valores predeterminados y haga clic en Aceptar.

   El cuadro de diálogo Configuración avanzada de productos se cierra y usted volverá a panel Configuración de generación de productos del asistente Productos de representación cartográfica de realidad.

6. Haga clic en Siguiente para ir al panel Configuración de DSM y asegúrese de que los valores de los parámetros coincidan con los siguientes:
   • Tipo de salida: Mosaico
   • Formato: Formato de ráster de nube
   • Compresión: Ninguna
   • Remuestreo: Bilineal
7. Haga clic en Finalizar para iniciar el proceso de generación de productos.

   Una vez completado el procesamiento, el producto DSM se agrega al panel Contenido, la categoría Productos de datos y la vista de mapa 2D. También se agrega al panel Catálogo, al contenedor Representación cartográfica de realidad y a la carpeta de DEM.

   

Generar una ortofoto verdadera

Una de las opciones del grupo Producto de Representación cartográfica de realidad es Ortofoto verdadera. Una ortofoto verdadera es una imagen ortorrectificada sin distorsión de la perspectiva para que las entidades situadas por encima del suelo no se inclinen y oculten otras entidades. Para crear una ortofoto verdadera, se requiere un DSM derivado del bloque ajustado de imágenes superpuestas. Como resultado, se generará un DSM como parte del proceso de ortofoto verdadera, aunque no se haya seleccionado un DSM previamente como producto. La imagen de la ortofoto verdadera generada se almacenará en la carpeta de Ortofotos dentro de la categoría Representación cartográfica de realidad en el panel Catálogo.

Para generar una ortofoto verdadera utilizando el asistente Productos de representación cartográfica de realidad, siga estos pasos:

1. En la pestaña Representación cartográfica de realidad, haga clic en el botón Ortofoto verdadera en el grupo Producto.

   Aparece la ventana Asistente de productos de representación cartográfica de realidad.

2. Haga clic en Configuración avanzada compartida.

   Aparece el cuadro de diálogo Configuración avanzada de productos, donde puede definir los parámetros que afectarán a los productos de Representación cartográfica de realidad que generará. Para obtener una descripción detallada de la configuración avanzada de productos, consulte la opción Configuración avanzada compartida.

3. Complete los pasos del 4 al 7 de la sección anterior Generar productos con el asistente Varios productos de representación cartográfica de realidad.
4. Haga clic en Siguiente para ir al panel Configuración de ortofotos verdaderas y asegúrese de que los valores de los parámetros coincidan con los siguientes:
   • Tipo de salida: Mosaico
   • Formato: Formato de ráster de nube
   • Compresión: Ninguna
   • Remuestreo: Bilineal
5. Haga clic en Finalizar para iniciar el proceso de generación de productos.

   Una vez completado el procesamiento, el producto de ortofoto verdadera se agrega al panel Contenido, a la categoría Productos de datos y a la vista de mapa 2D. También se agrega al panel Catálogo, al contenedor Representación cartográfica de realidad y a la carpeta de Ortofotos.

   

Generar una malla DSM

Una malla DSM es un modelo texturado 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 que se extrae de las imágenes superpuestas en el bloque ajustado. El asistente Productos de representación cartográfica de realidad simplifica la creación del producto de malla DSM ofreciendo un flujo de trabajo optimizado con parámetros preconfigurados. Para crear un producto de malla DSM, se requiere un DSM derivado del bloque ajustado de imágenes superpuestas. Como resultado, se genera un DSM como parte del proceso de generación de malla DSM, aunque no se haya seleccionado previamente como producto independiente.

Para generar una malla DSM con el asistente Productos de representación cartográfica de realidad, siga estos pasos:

1. En la pestaña Representación cartográfica de realidad, haga clic en el botón Malla DSM en el grupo Producto.

   Aparece la ventana Asistente de productos de representación cartográfica de realidad.

2. Haga clic en Configuración avanzada compartida.

   Aparece el cuadro de diálogo Configuración avanzada de productos, donde puede definir los parámetros que afectarán a los productos de Representación cartográfica de realidad que generará. Para obtener una descripción detallada de la configuración avanzada de productos, consulte la opción Configuración avanzada compartida.

3. Complete los pasos del 4 al 7 de la sección anterior Generar productos con el asistente Varios productos de representación cartográfica de realidad.
4. Haga clic en Siguiente para ir al panel Configuración de malla DSM y asegúrese de que los valores de los parámetros coincidan con los siguientes:
   • Formato: SLPK
   • Textura: JPG y DDS
5. Haga clic en Finalizar para iniciar el proceso de generación de productos.

   Una vez completado el procesamiento, el producto de malla DSM se agrega al panel Catálogo, el contenedor Representación cartográfica de realidad y la carpeta Mallas.

6. Para visualizar el producto de malla DSM generada, haga clic con el botón derecho en el archivo 3D_Mesh.slpk de la carpeta Mallas y, en el menú desplegable, haga clic en Agregar a nueva > Escena local.

   

Resumen

En este tutorial, creó un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad para imágenes de nadir aéreas digitales y utilizó herramientas en la pestaña Representación cartográfica de realidad para aplicar un ajuste fotogramétrico con puntos de control del terreno. Ha utilizado herramientas en el grupo Productos para generar productos de DSM, ortofotos verdaderas y malla DSM. Para obtener más información sobre Representación cartográfica de realidad, consulte los siguientes temas:

• Representación cartográfica de realidad en ArcGIS Pro
• Crear un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad para imágenes aéreas
• Opciones de ajuste para imágenes aéreas digitales de representación cartográfica de realidad
• Agregar puntos de control del terreno a un espacio de trabajo de representación cartográfica de realidad
• Generar un DSM utilizando ArcGIS Reality for ArcGIS Pro
• Generar una ortofoto verdadera utilizando ArcGIS Reality for ArcGIS Pro
• Generar una malla DSM utilizando ArcGIS Reality for ArcGIS Pro

Las imágenes utilizadas en este tutorial fueron adquiridas y proporcionadas por Esri, Inc.