GCP のオルソマッピングワークスペースへの追加—ArcGIS Pro

Advanced のライセンスで利用可能。

このワークフローでは、オルソマッピングワークスペースで地上コントロールポイント (GCP) をインポート、計算、および計測する方法について説明します。

GCP は、既知の X、Y、Z (3D)、XY (2D)、または Z (1D) の地表座標を含むポイントであり、多くの場合、地上の調査から取得され、写真測量処理における参照ポイントが必ず地表に設定されるようにするために使用されます。ブロック調整では、タイポイントと地上コントロールポイント (ある場合) を使用して画像間の誤差を最小化するために、重なり合う画像が互いに関連付けられます。 GCP がなくてもブロック調整を適用でき、相対精度を保証できますが、GCP を追加すると、調整後の画像の絶対精度が向上します。チェックポイントは、調整計算から除外される GCP であり、調整の精度を決定するために使用されます。

GCP の分布

写真測量ブロックでの GCP の分布は調整されたブロックの精度の重要な要素です。ブロックの周囲での分布を制御することは、ブロックの中心付近を制御するよりも調整の精度に大きく影響します。以下の図は、ブロック調整前の推奨される GCP 位置を示しています。

GCP の追加

参照画像でのポイントの選択、GCP マネージャーテーブルでの GCP 座標の入力、[GCP のインポート] ツールを使用した調査データからのインポートによって GCP を手動で追加することが可能で、[GCP の計算] ツールで参照画像を使用して計算できます。これらのツールには、[オルソマッピング] タブにある [改善] グループの [GCP の管理] メニューからアクセスできます。衛星デジタルデータまたは航空デジタルデータを処理するときは、初期調整の計算前に、GCP をワークスペースに追加できます。ドローンによるか、スキャンされた航空写真を処理するときは、GCP を追加する前に、ブロック調整を実行する必要があります。

手動による GCP の追加

地上の調査から GCP が取得されていなくても、ジオリファレンスまたはオルソ補正されたラスターレイヤー、ラスターデータセット、モザイクデータセット、またはイメージサービスから GCP を収集できます。参照画像の放射分解能、時間分解能、空間分解能が画像コレクションの分解能とほぼ同じであることを確認します。 GCP を収集するには、画像コレクションと参照画像の両方に存在する、地表の識別可能なフィーチャを使用する必要があります。推奨されるフィーチャには、マンホールの蓋、道路コーナー、地上のその他の自然物や建築物などがあります。

マップからの GCP の追加

参照画像から GCP を手動で選択して測定するには、次の手順を実行します。

参照画像を 2D マップビューに追加します。
[オルソマッピング] タブにある [改善] グループで、[GCP の管理] ボタンをクリックします。
[GCP マネージャー] ウィンドウで、[Z 値の補正の定義] ボタンをクリックし、ベースマップまたは参照画像から抽出された高度をプロジェクトの空間参照に変換するために必要な鉛直座標変換を定義します。
プロジェクト DEM の鉛直座標系が定義されていない場合、[地理座標系変換] で [なし] を選択します。
[空間参照の参照と選択] ボタンをクリックします。
空間参照ウィンドウの [現在の Z] で、画像コレクションに関連付ける、プロジェクト DEM の鉛直参照系を選択します。
[OK] をクリックします。
[コンテンツ] ウィンドウで、画像コレクションレイヤーをオフにします。これにより、GCP は参照画像から選択されるようになります。
[GCP マネージャー] ウィンドウで、[GCP またはタイポイントを追加] ボタンをクリックします。参照画像が [コンテンツ] ウィンドウで選択されていることを確認します。参照画像で識別可能なフィーチャに移動してクリックします。
マップ内のフィーチャ上に赤色の十字が表示され、GCP マネージャーで新しい GCP エントリが入力されます。
[GCP マネージャー] ウィンドウの画像ビューアーで対応する GCP フィーチャを見つけ、そのフィーチャをクリックしてタイポイントを配置します。その他の重なり合う画像のタイポイントが自動的に計算されます。
タイポイントが画像に追加された場合、GCP シンボルが赤色から緑色に変化します。これは GCP が計測されたことを示しています。再計測するか任意のポイントをクリックすることによって、計測するポイントの位置を変更できます。
十分な数の GCP が収集されるまでこのプロセスを繰り返します。

GCP マネージャーテーブルへの手動による GCP の追加

GCP マネージャーテーブルに GCP を手動で追加する手順は以下のとおりです。

参照画像を 2D マップビューに追加します。
[オルソマッピング] タブにある [改善] グループで、[GCP の管理] ボタンをクリックします。
[GCP マネージャー] ウィンドウで [手動での GCP の追加] ボタンをクリックします。この操作によって、1D、2D、または 3D の GCP をプロジェクトに追加するための空の行が [GCP マネージャー] テーブルに作成されます。
対象のフィールド (X、Y または Z) をダブルクリックし、対応する値を入力して GCP の座標を入力します。
- 1 次元 (1D) 座標を追加する場合は、Z フィールドに高さの値を入力し、[XY 精度] フィールドの値を [NA] に設定します。必要に応じて、GCP の [Z 精度] の値を入力します。
- 2 次元 (2D) 座標を入力する場合は、該当するフィールドに X 座標と Y 座標を追加し、[Z 精度] フィールドの値を [NA] に設定します。必要に応じて、GCP の [XY 精度] の値を入力します。
- 3 次元 (3D) 座標を入力する場合は、該当するフィールドに X 座標、Y 座標、Z 座標を追加します。必要に応じて、GCP の [XY 精度] と [Z 精度] の値を入力します。

GCP の測定または再配置

GCP を測定する手順は以下のとおりです。

[GCP マネージャー] を開きます。
測定対象の GCP を [GCP マネージャー] テーブルで選択します。
2D と 3D の GCP では、選択した GCP に関連付けられているすべてのオーバーラップしている画像が [GCP マネージャー] プレビューウィンドウに一覧表示されます。
1D GCP に関連付けられているすべての画像を [GCP マネージャー] プレビューウィンドウに一覧表示するには、次の手順を実行します。
1. モザイクデータセット画像レイヤー全体が 2D マップビューに表示されることを確認します。
2. [GCP マネージャー] のプレビューセクションで [ボックスを使用してマップ内の画像を選択し、オーバーラップしている画像をリストに追加] ボタンをクリックします。
3. 2D マップウィンドウでモザイクデータセットの 1D GCP フィーチャを見つけ、それをクリックして GCP の周囲にボックスを動的に描画します。
  特定したフィーチャとオーバーラップするすべての画像がプレビューウィンドウに読み込まれます。
測定対象の GCP が [GCP マネージャー] テーブルで選択されていることを確認し、[GCP またはタイポイントを追加] ボタンをクリックします。
プレビューウィンドウに表示されている画像で、GCP を配置する場所をクリックします。
その他のオーバーラップする画像の GCP が自動的に計算されます。

タイポイントが正常に画像に追加されている場合は、プレビューウィンドウの画像 ID の横にある + マークが青に変わり、2D マップビューの GCP シンボルが赤から緑に変わります。これは GCP が計測されたことを示しています。オーバーラップする画像のリストの画像が自動的に測定されず、+ マークが青に変わらなかった場合は、画像を選択して GCP の位置を手動で測定する必要があります。画像の別の位置をクリックすることで、測定するポイントの位置を変更できます。

ステップ 1 ～ 5 を繰り返し、他の GCP を測定するか再配置します。

GCP の計算

地上の調査から GCP が取得されていなくても、ジオリファレンスされたラスターレイヤー (ラスターデータセット、モザイクデータセット、イメージサービス) がある場合は、それを参照として追加して GCP を計算できます。 GCP の計算に使用する参照画像を選択する場合、地理的位置の精度と明確さの観点から、参照画像のジオリファレンス品質が優れていることを確認し、解像度が元の画像に近いことを確認します。たとえば、デフォルトの ArcGIS Online の衛星画像サービスは、衛星画像データの GCP を計算するのに適した参照ですが、高解像度および高精度の航空写真画像には適していない場合があります。

[オルソマッピング] タブにある [改善] グループで、[GCP の管理] ドロップダウンメニューをクリックし、[GCP の計算] を選択します。
[地上コントロールポイントの計算] ウィンドウの [参照画像] ドロップダウンメニューで、参照画像を選択するか参照します。
[標高ソース] ドロップダウンメニューで、標高ソースを選択するか参照します。衛星画像を使って作業している場合、[ジオイド補正] をオンにします。
出力される GCP のポイント類似性、ポイント密度、およびポイント分布に加えて、画像コレクションの画像位置の精度を指定します。
[調整] をオンにして [実行] をクリックします。

既存の GCP のインポート

既存の地上調査データがある場合は、GCP をオルソマッピングワークスペースにインポートできます。

[GCP の管理] ドロップダウンメニューをクリックして [GCP のインポート] を選択します。 GCP ファイルの場所を参照します。このファイルは、.csv または .txt ファイル、フィーチャクラス、シェープファイルのいずれかです。
このファイル内のフィールドには、GCP Label、X coordinate、Y coordinate、Z coordinate、XY accuracy、および Z accuracy が含まれます。
[GCP 空間参照の設定] で、GCP の水平座標系と鉛直座標系を参照して指定します。 GCP の座標系がオルソマッピングワークスペースの座標系と異なる場合は、適用する水平方向および垂直方向の地理座標系変換を指定します。
衛星オルソマッピングワークスペースを使用する場合、鉛直座標系は自動的に WGS84 楕円体に変換されます。
[フィールドマッピング] で、GCP ファイルのどのフィールドが、リスト表示されているフィールドマッピングパラメーターに対応するかを指定します。
GCP データに、GCP が計測された位置の写真が付属している場合は、それらの写真が格納されているフォルダーを [GCP 写真の位置] で参照して選択します。
写真の名前は GCP Label フィールドと一致している必要があります。 GCP ごとに複数の写真がある場合、写真の名前は、一意の識別子として使用される数字が Label フィールドに付加されたものになります。たとえば、GCP20_1.jpg と GCP20_2.jpg は GCP20 の写真です。
[OK] をクリックして GCP をインポートします。

注意:

モザイクデータセットの標高ソースと GCP の Z 値が異なる場合、調整後に画像がマップビューでシフトしたように見える場合があります。オルソモザイクを定義するときに定数の Z 値を指定すると、この状態になる可能性があります。 GCP に対する調整結果を視覚化するには、[GCP マネージャー] ウィンドウで [GCP の表示] ボタンをクリックして GCP を表示します。調整された標高ソースを使用して画像を再調整してオルソモザイクプロダクトを生成すると、表示されている画像シフトが修正されます。

タイポイントの追加

GCP がインポートされた後、[GCP の管理] ドロップダウンメニューをクリックして [GCP マネージャー] を選択し、GCP に対応するタイポイントを追加できます。写真測量において、この処理は、計測されたタイポイント、つまり、GCP に対応する画像に提供されているタイポイントの作成として知られています。

リストから GCP を選択します。
その GCP と重なり合う対応する画像が、[GCP マネージャー] の下部にある画像リストに表示されます。
[GCP またはタイポイントを追加] ボタンをクリックし、画像ビューアー内の重なり合う画像ごとに画像のタイポイントを追加します。
可能な場合は、他の画像のタイポイントが自動的に追加されますが、各タイポイントの位置の精度をチェックする必要があります。位置の精度を確認するために、Ctrl + M キーボードショートカットを使用して、計測されたタイポイントのオン/オフを切り替えることができ、適宜、位置の調整を行うことができます。タイポイントが正常に画像に追加されている場合は、画像ビューアーリストでグレーのタイポイントシンボルが青色に変化し、関連付けられている GCP シンボルが 2D マップビューで赤色から緑色に変化します。
すべての GCP が計測されるまでこのプロセスを繰り返します。

チェックポイントの追加

以下の手順では、精度評価のために GCP をチェックポイントに変換する方法を示します。チェックポイントは概念的に GCP と同じであり、既知の地上座標と、重なり合う複数の画像に表示されるフィーチャへのリンクを持つポイントです。ただし、チェックポイントは、調整処理を制御するための入力として使用されるのではなく、調整および出力されるオルソ画像の精度を計測するためのものです。チェックポイントごとに、含まれる既知の地上の位置と、調整処理後の対応するピクセルの位置の間の距離が、画像のブロック全体の絶対精度を計算するために使用されます。精度の計測値は、チェックポイントを使用して RMSE (二乗平均平方根誤差) として集計され、[調整レポート] に表示されます。

後処理の精度評価を行うために GCP をチェックポイントに変換できます。

オルソマッピングワークスペースで GCP を追加し、タイポイントによって計測したら、チェックポイントに変換する GCP を [GCP マネージャー] ウィンドウで選択します。
GCP を右クリックし、[チェックポイントに変更] を選択します。

GCP をチェックポイントに変更

チェックポイントが、オルソマッピングワークスペースマップ内でピンク色の三角形として表示され、[GCP マネージャー] の Label アイコンが青色の円から青色の三角形に変化します。

GCP またはタイポイントを追加したら、[調整] をクリックしてブロック調整を再実行してから、これらのポイントを利用する必要があります。

[GCP マネージャー] の表示内のチェックポイント

メモとヒント

[リンクの消去] ボタンを使用すると、選択した GCP に関連付けられているすべてのタイポイントを削除できます。
1 つのタイポイントを削除するには、GCP マネージャーの画像ビューアーで画像名を右クリックし、 [タイポイントの削除] を選択します。
[GCP の削除] ボタンを使用すると、選択した GCP およびその GCP に関連付けられているすべてのタイポイントを削除できます。
[すべて削除] ボタンを使用すると、すべての GCP を [GCP マネージャー] ウィンドウから削除できます。
[元に戻す] ボタンを使用して、計測セッション中に削除された GCP を元に戻すことができます。調整が実行された後は、削除された GCP を元に戻すことはできません。
画像ビューアーでは、[ズーム] ボタンを使用して、選択した画像の範囲を全体表示したり、[ダイナミックレンジ調整] ボタンを使用し、表示内のピクセル値に基づいて、選択した画像をストレッチしたり、[GCP の表示] ボタンを使用して、イメージビューアー内で選択した GCP の有効/無効を切り替えたりできます。
GCP の X 座標と Y 座標はマップから計測され、Z 座標は標高ソースから取得されます。マップとは異なる地理座標系を使用する参照画像、またはマップとは異なる鉛直座標を使用する標高ソースを追加する場合は、座標変換が正しく定義されていることを確認してください。
GCP を参照画像から収集する場合は、地表から収集する必要があります。フィーチャを選択する際は、フィーチャが画像で明確に描写されるよう画像の解像度を考慮してください。
GCP ファイルが存在せず、参照マップで GCP を計測する必要がある場合は、[GCP の管理] ツールを使用して、マップ上の場所をクリックして GCP を入力してから、対応するタイポイントをビューアーに追加します。このような二次的 GCP の精度は参照マップの精度によって決まります。
[GCP マネージャー] ウィンドウ内の行をダブルクリックすると、現在の表示縮尺で画像ビューアー内の GCP 位置に移動します。
ポインターがポイント収集モードである場合、C キーを押したまま、マップ操作のポインターに切り替えることができます。
DRA (ダイナミックレンジ調整) のオン/オフを切り替えるショートカットは Ctrl + D キーです。
画像の範囲を全体表示するショートカットは Ctrl + F キーです。
表現の精度評価を促進する上で十分適切に分布しているチェックポイントが含まれていることを確認します。
チェックポイントによる調整を実行し、[調整レポート] の精度を評価してから、異なる GCP をチェックポイントに変更してみてください。調整を再実行し、結果として RMSE がどのように変化するかを確認します。