Didacticiel : Créer des produits d’imagerie aérienne numérique 3D dans ArcGIS Reality for ArcGIS Pro—ArcGIS Pro

Disponible avec une licence Standard ou Advanced.

Disponible pour une organisation ArcGIS disposant de la licence ArcGIS Reality.

Dans ArcGIS Pro, vous pouvez corriger les images aériennes numériques collectées par une caméra de cartographie professionnelle en utilisant la photogrammétrie pour supprimer les distorsions géométriques induites par le capteur et corriger le déplacement de MNT. Une fois ces effets corrigés, vous pouvez générer des produits Reality Mapping.

Dans ce didacticiel, vous allez configurer un espace de travail Reality Mapping pour gérer une collection d’images aériennes. Vous effectuerez un ajustement de bloc et vérifierez les résultats. Ensuite, vous générerez des produits de nuage de points et de maillage 3D.

Le calcul de la solution de photogrammétrie pour l’imagerie aérienne se fait par rapport à son orientation extérieure, qui correspond à une transformation du sol à la caméra, et par rapport à son orientation intérieure, qui correspond à une transformation de la caméra à l’image. Les paramètres d’orientation extérieure requis sont les coordonnées du centre de la perspective (x,y,z) et les anges omega, phi et kappa sous forme de table d’images. Les paramètres d’orientation intérieure sont la distance focale, la taille de pixel, le point principal et la distorsion de l’objectif. Ces informations se trouvent dans le rapport de calibrage de la caméra associé à vos images. Elles doivent être fournies dans une table de caméras.

Licence :

Les licences suivantes sont requises pour suivre ce didacticiel :

ArcGIS Reality Studio
ArcGIS Pro version 3.1 ou ultérieure
Configuration de l’extension ArcGIS Reality for ArcGIS Pro

Créer un espace de travail Reality Mapping

Un espace de travail Reality Mapping est un sous-projet ArcGIS Pro qui est dédié aux processus Reality Mapping. Il s’agit d’un conteneur au sein d’un dossier de projet ArcGIS Pro qui contient les ressources et les fichiers dérivés appartenant à une collection d’images.

Une collection d’images aériennes numériques est fournie pour ce didacticiel. Les données du didacticiel incluent également des tables d’images et de caméras.

Pour créer un espace de travail Reality Mapping, procédez comme suit :

Téléchargez le jeu de données du didacticiel et enregistrez-le dans C:\SampleData\Aerial Imagery.
Si vous enregistrez les données dans un emplacement différent sur votre ordinateur, modifiez le chemin dans toutes les entrées du fichier Oblique_FramesCam.csv.
Dans ArcGIS Pro, créez un projet à l’aide du modèle de carte et connectez-vous à votre compte ArcGIS Online.
Dans l’onglet Analysis (Analyse), cliquez sur Environments (Environnements) et, dans la fenêtre Environments (Environnements), modifiez la valeur de Parallel Processing (Traitement parallèle) en 80 %.
Dans l’onglet Imagery (Imagerie), dans le groupe Reality Mapping, cliquez sur le menu déroulant New Workspace (Nouvel espace de travail) et sélectionnez New Workspace (Nouvel espace de travail).
Dans la fenêtre Workspace Configuration (Configuration de l’espace de travail), indiquez un nom pour l’espace de travail.
Définissez Workspace Type (Type d’espace de travail) sur Reality Mapping.
Dans le menu déroulant Sensor Data Type (Type de données de capteur), sélectionnez Aerial - Digital (Aérienne - Numérique).
Définissez Scenario Type (Type de scénario) sur Oblique.
Ce paramètre est recommandé lorsqu’une combinaison d’images nadir et obliques est utilisée.
Dans le menu déroulant Basemap (Fond de carte), sélectionnez Topographic (Topographique).
Acceptez toutes les autres valeurs par défaut, puis cliquez sur Next (Suivant).
Dans la fenêtre Image Collection (Collection d’images), sous Exterior Orientation File/Esri Frames Table (Fichier d’orientation extérieure/table d’images Esri), accédez au dossier de données du didacticiel sur votre ordinateur et au fichier de table d’images Nadir_Oblique_FramesCam.csv.
Cette table, qui contient les informations sur les images et les caméras, spécifie les paramètres utilisés pour calculer l’orientation intérieure et extérieure de la caméra et de l’imagerie. Au cours du traitement d’ajustement, ces valeurs approximatives sont affinées pour être plus précises.
Assurez-vous que les chemins de données répertoriés dans la colonne raster du fichier de table d’images correspondent à l’emplacement des fichiers d’images sur votre ordinateur.
Sous Cameras (Caméras), cliquez sur le bouton Import (Importer) , accédez au dossier de données du didacticiel sur votre ordinateur, puis sélectionnez le fichier Nadir_Oblique_FramesCam.csv.

Pour ce didacticiel, les tables d’images et de caméras Esri sont fournies dans un fichier unique au format adéquat. Pour les autres jeux de données, vous devrez peut-être créer et mettre en forme les tables. Pour plus d’informations, reportez-vous à la rubrique Structure de la table Images.

Assurez-vous que les valeurs de Spatial Reference (Référence spatiale) et du modèle de caméra sont correctes.
La projection par défaut pour l’espace de travail est définie en fonction de l’imagerie. Cette projection doit correspondre aux coordonnées utilisées dans la table d’images. Elle détermine la référence spatiale des produits Reality que vous créez. Pour ce jeu de données, vous utiliserez la projection définie dans la table d’images et de caméras : XY – NAD83 2011 StatePlane California V FIPS 0405, VCS NAVD88 (meters).
Acceptez les autres valeurs par défaut, puis cliquez sur Next (Suivant).
Dans la fenêtre Data Loader Options (Options du chargeur de données), sous DEM (MNE), cliquez sur le bouton Parcourir, accédez au dossier de données du didacticiel sur votre ordinateur, puis sélectionnez le fichier DEM_USGS_1m.tif.
Acceptez les autres valeurs par défaut et cliquez sur Finish (Terminer).

Une fois l’espace de travail créé, les images et les emprises des images s’affichent. La catégorie Reality Mapping a également été ajoutée à la fenêtre Contents (Contenu). Les données d’imagerie source et les produits Reality Mapping dérivés y sont référencés.

L’affichage initial de l’imagerie dans l’espace de travail confirme que toutes les images et les métadonnées nécessaires ont été fournies pour lancer l’espace de travail. Les images n’ayant pas été ajustées, l’alignement est approximatif à ce stade et il est possible que l’aspect de la mosaïque semble incorrect.

Effectuer un ajustement de bloc

Une fois que vous avez créé un espace de travail Reality Mapping, l’étape suivante consiste à effectuer un ajustement de bloc à l’aide des outils des groupes Adjust (Ajuster) et Refine (Affiner). L’ajustement de bloc calcule les points de rattachement, qui sont des points communs dans les zones de la superposition d’images. Les points de rattachement seront ensuite utilisés pour calculer l’orientation de chaque image, appelée orientation extérieure en photogrammétrie.

Pour effectuer un ajustement de bloc, procédez comme suit :

Dans l’onglet Reality Mapping, dans le groupe Adjust (Ajuster), cliquez sur Adjust (Ajuster) .
Assurez-vous que toutes les options dans Perform Camera Calibration (Effectuer un calibrage de la caméra) sont sélectionnées.
Cela indique que les paramètres de distance focale et de distorsion de l’objectif sont approximatifs et qu’ils seront calculés lors de l’ajustement.
Acceptez les valeurs par défaut pour tous les autres paramètres et cliquez sur Run (Exécuter).
Une fois l’ajustement effectué, activez la couche Points de rattachements dans la fenêtre Contents (Contenu) pour afficher la distribution des points de rattachement générés sur la carte.
Le fichier journal contient les valeurs résiduelles et un rapport d’exactitude des points de rattachement.
Pour accéder à ce fichier, dans l’onglet Reality Mapping, dans le groupe Review (Examiner), cliquez sur Logs View (Affichage des journaux) .
L’EQM des points de rattachement est exprimée en pixels.

Examiner les résultats de l’ajustement

Après avoir exécuté un ajustement de bloc, examinez les résultats et évaluez la qualité de l’ajustement. Dans l’onglet Reality Mapping, dans le groupe Review (Examiner), cliquez sur Adjustment Report (Rapport d’ajustement) pour générer des statistiques d’ajustement. Le rapport d’ajustement fournit un enregistrement de l’ajustement et des mesures de la qualité globale du traitement.

Conseil :

Il est conseillé d’utiliser des points de contrôle au sol pour améliorer la précision absolue. Toutefois, pour cet ajustement, des points de contrôle au sol n’étaient pas disponibles et n’ont pas été inclus.

Générer des produits Reality Mapping

Une fois l’ajustement de bloc effectué, des produits d’imagerie 2D et 3D peuvent être générés à l’aide des outils du groupe Product (Produit) de l’onglet Reality Mapping. Plusieurs produits peuvent être générés simultanément à l’aide de l’assistant Produits Reality Mapping. Pour générer un seul produit, sélectionnez l’outil approprié dans le groupe Product (Produit). Les types de produits qui peuvent être générés dépendent de divers facteurs, notamment le capteur, la configuration des données de vol et le type de scénario. Dans l’exemple de jeu de données, la configuration utilisée est une combinaison Oblique et Nadir, ce qui convient aux produits 3D tels que les nuages de points et les maillages 3D.

Remarque :

Dans ce didacticiel, deux approches pour générer des produits dérivés sont décrites ci-dessous. Une approche utilise l’assistant Plusieurs produits et l’autre, les assistants de produits individuels répertoriés dans le groupe Product (Produit). Il est conseillé de choisir l’une ou l’autre approche, car l’exécution des deux processus n’est pas requise pour ce didacticiel.

Générer des produits à l’aide de l’assistant Plusieurs produits Reality Mapping

L’assistant Produits Reality Mapping vous guide tout au long de la création d’un ou de plusieurs produits Reality Mapping, que vous pouvez réaliser en suivant une procédure unique. Selon la configuration des données de vol de l’exemple de jeu de données, l’assistant Plusieurs produits Reality Mapping permet de générer des produits Nuage de points et Maillage 3D. Tous les produits générés sont stockés dans les dossiers de produits de même nom, dans la catégorie Reality Mapping de la fenêtre Catalog (Catalogue).

Pour générer des produits à l’aide de l’assistant Plusieurs produits Reality Mapping, procédez comme suit :

Dans l’onglet Reality Mapping, cliquez sur le bouton Multiple Products (Plusieurs produits) dans le groupe Product (Produit).
La fenêtre Reality Mapping Products Wizard (Assistant Produits Reality Mapping) s’affiche. Dans la fenêtre Product Generation Settings (Paramètres de génération de produits), seules les options de produit 3D sont disponibles et sélectionnées par défaut.
Remarque :
Dans le groupe Products (Produits), tous les boutons de produit 2D sont désactivés car les données d’imagerie oblique ne permettent pas la génération de produits 2D.
Cliquez sur le bouton Shared Advanced Settings (Paramètres avancés partagés).
La boîte de dialogue Advanced Product Settings (Paramètres avancés des produits), dans laquelle vous pouvez définir des paramètres qui auront un impact sur les produits Reality Mapping qui seront générés, s’ouvre. Pour des détails sur les paramètres avancés des produits, reportez-vous à Option Paramètres avancés partagés.
Vérifiez que le paramètre Quality (Qualité) est réglé sur Ultra.
Assurez-vous que la valeur de Scenario (Scénario) est Oblique, comme pour la configuration des données de vol.
Lors de la génération initiale d’un produit, les fichiers créés par le processus Reality Mapping sont basés sur les paramètres initiaux du produit. La modification de la valeur de Quality (Qualité) après la génération initiale d’un produit a une incidence néfaste sur le temps de traitement et relance la génération de fichiers et de produits créés précédemment.
Acceptez les paramètres de Pixel Size (Taille de pixel) par défaut pour générer des produits avec la résolution d’image source.
Pour Product Boundary (Limite du produit), cliquez sur le bouton Browse (Parcourir) , accédez à l’emplacement des données du didacticiel, sélectionnez les données d’entités Mesh_bdry, puis cliquez sur OK.
Il est recommandé de fournir une limite de produit pour les raisons suivantes :
- Définissez l’étendue en sortie adéquate : si vous ne définissez pas une limite de produit, l’étendue définie automatiquement par l’application à partir de plusieurs paramètres du jeu de données risque de ne pas correspondre à l’étendue du projet.
- Réduisez le temps de traitement : si l’étendue de produit requise est inférieure à celle de la collection d’images, définir une limite de produit permet de réduire la durée de traitement et de découper automatiquement la sortie d’après l’étendue de la limite.
Cochez la case Apply Global Color Balancing (Appliquer l’équilibrage global des couleurs).
La correction de couleurs est appliquée aux produits de maillage.
Acceptez toutes les autres valeurs par défaut, puis cliquez sur OK.
La boîte de dialogue Advanced Products Settings (Paramètres avancés des produits) se ferme et vous revenez à la fenêtre Products Generation Settings (Paramètres de génération de produits) de l’assistant Produits Reality Mapping.
Cliquez sur Next (Suivant) pour accéder à la fenêtre 3D Mesh Settings (Paramètres de maillage 3D) et vérifiez que les valeurs des paramètres correspondent aux suivantes :
- Format : SLPK
- Texture : JPG & DDS
Cliquez sur Finish (Terminer) pour commencer la génération du produit.
Une fois la génération des produits terminée, les produits de nuage de points et de maillage 3D sont ajoutés au conteneur Reality Mapping dans les dossiers des nuages de points et des maillages, respectivement. Un jeu de données LAS est ajouté à la fenêtre Contents (Contenu) pour gérer le nuage de points.
Pour visualiser le maillage 3D généré, cliquez avec le bouton droit sur le fichier 3D_Mesh.slpk dans le dossier des maillages, puis sélectionnez Add to New (Ajouter à une nouvelle) > Local Scene (Scène locale) dans le menu déroulant.
Pour visualiser et activer le nuage de points généré, cliquez sur le jeu de données LAS dans la fenêtre Contents (Contenu) pour l’afficher dans la carte 2D.
Pour visualiser le nuage de points généré dans une perspective 3D, cliquez avec le bouton droit sur le jeu de données LAS dans la fenêtre Contents (Contenu) et ajoutez-le à une scène locale ou globale.

Vous pouvez arrêter le didacticiel maintenant ou continuer de générer des produits dérivés à l’aide des options de produits individuels du groupe Product (Produits). Si vous continuez, les produits déjà générés seront remplacés. Pour conserver les produits créés précédemment, suivez les instructions de la section Créer un espace de travail Reality Mapping ci-dessus pour créer un nouvel espace de travail Reality Mapping avant de continuer.

Générer un nuage de points

Un nuage de points est un modèle de la zone de projet défini par des points LAS 3D de couleur RVB, de densité élevée, extraits d’images superposées dans le bloc ou le projet.

Pour générer un nuage de points à l’aide de l’assistant Produits Reality Mapping, procédez comme suit :

Dans l’onglet Reality Mapping, cliquez sur le bouton 3D Point Cloud (Nuage de points 3D) dans la catégorie Product (Produit).
La fenêtre Reality Mapping Products Wizard (Assistant Produits Reality Mapping) s’affiche.
Cliquez sur Shared Advanced Settings (Paramètres avancés partagés).
La boîte de dialogue Advanced Product Settings (Paramètres avancés des produits), dans laquelle vous pouvez définir des paramètres qui auront un impact sur les produits Reality Mapping qui seront générés, s’ouvre. Pour des détails sur les paramètres avancés des produits, reportez-vous à Option Paramètres avancés partagés.
Effectuez les étapes 3 à 9 de la section Générer des produits à l’aide de l’assistant Plusieurs produits Reality Mapping, ci-dessus.
Cliquez sur Finish (Terminer) pour commencer la génération du nuage de points.
Une fois la génération terminée, le produit de nuage de points est ajouté à la fenêtre Catalog (Catalogue) et au conteneur Reality Mapping dans le dossier de nuages de points, et un jeu de données LAS est ajouté à la fenêtre Contents (Contenu) pour gérer le nuage de points.
Pour visualiser et activer le nuage de points généré, cliquez sur le jeu de données LAS dans la fenêtre Contents (Contenu) pour l’afficher dans la carte 2D.
Pour visualiser le nuage de points généré dans une perspective 3D, cliquez avec le bouton droit sur le jeu de données LAS dans la fenêtre Contents (Contenu) et ajoutez-le à une scène locale ou globale.

Générer un maillage 3D

Un maillage 3D est un modèle texturé 3D de la zone de projet dans lequel les façades des entités au sol et au-dessus du sol sont reconstruites à un haut niveau de densité et de précision. Le maillage 3D peut être affiché selon n’importe quel angle pour obtenir une représentation réaliste et précise de la zone de projet.

Pour générer un maillage 3D à l’aide de l’assistant Produits Reality Mapping, procédez comme suit :

Dans l’onglet Reality Mapping, cliquez sur le bouton 3D Mesh (Maillage 3D) du groupe Product (Produit).
La fenêtre Reality Mapping Products Wizard (Assistant Produits Reality Mapping) s’affiche.
Cliquez sur Shared Advanced Settings (Paramètres avancés partagés).
La boîte de dialogue Advanced Product Settings (Paramètres avancés des produits), dans laquelle vous pouvez définir des paramètres qui auront un impact sur les produits Reality Mapping qui seront générés, s’ouvre. Pour une description détaillée des paramètres avancés des produits, reportez-vous à Option Paramètres avancés partagés.
Effectuez les étapes 3 à 9 de la section Générer des produits à l’aide de l’assistant Plusieurs produits Reality Mapping, ci-dessus.
Cliquez sur Next (Suivant) pour accéder à la fenêtre 3D Mesh Settings (Paramètres de maillage 3D) et vérifiez que les valeurs des paramètres correspondent aux suivantes :
- Format : SLPK
- Texture : JPG & DDS
Cliquez sur Finish (Terminer) pour commencer la génération du maillage 3D.
Une fois le traitement terminé, le produit de maillage 3D est ajouté à la fenêtre Catalog (Catalogue), au conteneur Reality Mapping et au dossier des maillages.
Pour visualiser le produit de maillage 3D généré, cliquez avec le bouton droit sur le fichier 3D_Mesh.slpk dans le dossier des maillages et, dans le menu déroulant, cliquez sur Add to New (Ajouter à une nouvelle) > Local Scene (Scène locale).

Résumé

Dans ce didacticiel, vous avez créé un espace de travail Reality Mapping pour l’imagerie aérienne numérique oblique et utilisé les outils de l’onglet Reality Mapping pour appliquer un ajustement photogrammétrique. Vous avez utilisé les outils du groupe Products (Produits) pour générer des produits de nuage de points et de maillage 3D. Pour plus d’informations sur Reality Mapping, consultez les rubriques suivantes :

Les images utilisées dans ce didacticiel ont été acquises et fournies par Esri, Inc.

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Licence :

Créer un espace de travail Reality Mapping

Effectuer un ajustement de bloc

Examiner les résultats de l’ajustement

Conseil :

Générer des produits Reality Mapping

Remarque :

Générer des produits à l’aide de l’assistant Plusieurs produits Reality Mapping

Remarque :

Générer un nuage de points

Générer un maillage 3D

Résumé

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