指標を使用した内部標定の調整—ArcGIS Pro

Advanced のライセンスで利用可能。

内部標定は、リモートセンサーによる画像をオルソ幾何補正するために使用する写真測量モデルを計算するために必要です。内部標定により、カメラの画像平面と投影中心の間の関係が確立します。内部標定の計算と調整には、スキャンされた航空写真に表示される指標マークと、測量カメラの焦点面やレンズシステムに関連付けられたその他の計測値を使用します。

オルソメトリックマッピングワークスペースを作成すると、指標マーク内で定義された有効な領域を無視して、スキャンされた航空写真の全体に基づいて画像の内部標定が初期化されます。また、スキャン時の写真の方向によって規則的な異常がもたらされる可能性がありますが、これは処理ワークフローで補正可能です。画像の内部標定は、指標テンプレートを使用して画像指標を検出し、計算された指標画像座標から既知の指標フィルム座標へのアフィン変換を構築することによって、調整できます。

指標テンプレートは、カメラ ID、スキャンピクセルサイズ、指標位置などの必須プロパティを持つ指標マークのピクチャです。指標テンプレートテーブルには指標テンプレートが格納されます。 [内部標定の微調整] ウィンドウを使用して、指標テンプレートの定義、指標の計算、内部標定の微調整ができます。指標テンプレートを定義するには、次の「指標テンプレート」セクションでサポートされている指標とヒントをご参照ください。

指標を計算するためにワークフローを自動化するには、[指標の計算 (Compute Fiducials)] および [内部標定の更新 (Update Interior Orientation)] ジオプロセシングツールを使用します。 [内部標定の微調整] ウィンドウを使用して、これらのジオプロセシングツールで使用する指標テンプレートテーブルを定義できます。

指標テンプレート

スキャンされた航空写真には、コーナー指標とエッジ指標という 2 つのタイプの指標があります。一部の画像にはコーナー指標しかなく、別の画像にはエッジ指標しかないこともあります。それ以外には両方のタイプが存在する場合もあります。

画像に同一のコーナー指標と同一のエッジ指標が含まれている場合、それぞれの指標タイプに 1 つずつ、2 つのテンプレートを定義できます。

指標が同一でない場合は、一致する部分のみをキャプチャすることでこれらを汎用化できます。たとえば、下の例の指標の横にある数字をキャプチャに含むことはできません。

次の例の指標は、指標の中心が同じでなく、指標に地表フィーチャが含まれているために、サポートされません。

サポートされない指標

フィルム座標系

画像はスキャン時に回転する可能性があるので、フィルム座標系 (FCS) を使用してスキャン方向を示します。FCS は指標の計算と内部標定の計算にも使用されます。 FCS の正の X 軸は、ほとんどの場合、飛行方向と同じ方向をポイントします。たとえば、左の画像が飛行方向を表しており、これをスキャンするときに画像を時計回りに 90 度回転させた場合 (右側の画像)、回転した画像の FCS は X_DOWN_Y_Right になります。

指標テンプレートテーブルのスキーマ

指標テンプレートには、指標の計測と管理に関連付けられる必須情報がすべて格納されます。指標テンプレートテーブルは、指標テンプレートとテーブルに格納された情報を使用して、指標テンプレートを管理し、部標定の調整に使用するツールをサポートします。


パラメーター	説明	データタイプ
CameraID	指標座標を含むカメラ定義にリンクされている ID。	文字列、必須
FiducialPosition	LL(1)、UR(2)、UL(3)、LR(4)、LM(5)、RM(6)、UM(7) および BM(8) の値を含む指標マークの位置。指標の位置については、次の図をご参照ください。	文字列、必須
FiducialPhoto	指標写真のパスを格納します。指標写真は、TIFF、PNG、または JPEG 形式のスタンドアロン写真の場合があります。指標写真は、画像の一部の場合もあり、これは画像のサイズ (幅および高さ) と中心位置 (CenterRow および CenterColumn) によって定義されます。画像がモザイクデータセット内のアイテムである場合、パスの構文は MosaicDataPath\objectid=id になります。ここで、id は画像の ObjectID 値を表します。例: c\data\fgdb.gdb\md\objectid=1 相対パスがサポートされています。画像のファイル名のみが指定された場合や、パスが存在しない場合、指標テンプレートファイルのフォルダーから画像が検索されます。	文字列、必須
ScanPixelSize	指標写真で使用されるピクセルサイズ。通常はスキャンピクセルサイズです。単位はミクロンです。	数値、必須
幅	指標テンプレートの幅 (ピクセル単位)。指標テンプレートが画像の一部によって定義されている場合にのみ必要です。画像空間内の値を表し、原点は左上隅です。	数値、オプション
高さ	指標テンプレートの高さ (ピクセル単位)。指標テンプレートが画像の一部によって定義されている場合にのみ必要です。画像空間内の値を表し、原点は左上隅です。	数値、オプション
CenterRow	画像全体の指標テンプレートの中心の行。指標テンプレートが画像の一部によって定義されている場合にのみ必要です。画像空間内の値を表し、原点は左上隅です。	数値、オプション
CenterColumn	画像全体の指標テンプレートの中心の列。指標テンプレートが画像の一部によって定義されている場合にのみ必要です。画像空間内の値を表し、原点は左上隅です。	数値、オプション

[内部標定の調整] ウィンドウ

[内部標定の調整] ウィンドウには [計算] タブと [編集] タブが含まれています。 [計算] タブでは、指標テンプレートを定義し、指標を計算することができます。 [編集] タブでは、指標を確認し、指標を手動で編集し、指標を使用してアフィン変換をスキャン画像に適用して、画像の内部標定を調整することができます。 [編集] タブを使用して、スキャン画像の FCS を修正することもできます。

スキャンされた画像は履歴航空写真から生成され、これらの多くは、詳細な指標フィルム座標によるカメラキャリブレーションレポートを持たない可能性があります。指標フィルム座標が使用可能でカメラテーブル内の各指標位置に含まれている場合は、それぞれの指標タイプ (エッジとコーナー) の指標テンプレートを定義することだけが必要です。指標座標が使用できない場合、画像の 4 つの角、画像の 4 つのエッジ、または角とエッジの両方のテンプレートを集めることにより、フィルム指標を推定する必要があります。

[計算] タブ

次の図と表は、[内部標定の調整] ウィンドウの [計算] タブの機能の概要を示しています。

[内部標定の調整] ウィンドウの [計算] タブの機能


インジケーター	説明
1	テキストボックス内の名前は、画像名にフットプリントテーブルにある対応する ObjectID が接頭辞として付いたものを反映しています。矢印をクリックして次の画像を表示するか、ドロップダウンリストから画像を選択します。
2	フィルター、カメラ選択、またはマップ選択によって定義される画像の総数。
3	[画像のフィルター処理] ボタンを使用して、解決された指標を持たない画像、または 3 つの一致ポイントのみで解決された画像をフィルタリングします。
4	ポップアップウィンドウに現在のテンプレートのピクチャが表示されます。
5	矢印をクリックして、現在の画像と表示縮尺内の次の指標位置に移動します。
6	青色のチェックマークは、ポップアップ内のピクチャが現在のテンプレート用に定義されていることを示します。
7	特定の行を選択して、対応する指標位置でテンプレートとポップアップピクチャに表示します。

[編集] タブ

次の図と表は、[内部標定の調整] ウィンドウの [編集] タブの機能の概要を示しています。

[内部標定の調整] ウィンドウの [編集] タブの機能です。


インジケーター	説明
1	[画像のフィルター処理] ボタンを使用して、解決された指標を持たない画像、または 3 つの一致ポイントのみで解決された画像をフィルタリングします。
2	赤色の X は、編集対象の指標ポイントの位置を示しています。
3	現在の画像の FCS。
4	[編集] ツールを使用して、指標ポイントを追加または編集します。 [編集] ツールをクリックして、プレビューウィンドウで対応する指標の中心をクリックします。
5	行を選択して、特定の指標ポイントを編集または表示します。

画像の内部標定の調整

次に、スキャンされた航空写真の内部標定を調整するためのワークフローを示します。このワークフローには、指標テンプレートの定義および設定方法、指標テンプレートテーブルの構築および編集方法、指標の計算方法、内部標定の調整方法が含まれます。

注意:

カメラ情報にフィルム指標が含まれていない場合、フレームサイズおよびスキャンピクセルサイズからフィルム指標を推定します。画像の 4 つの角、画像の 4 つのエッジ、または角とエッジの両方を集めることにより、推定されたフィルム指標を使用して下記に示すように指標テンプレートを追加します。

指標テンプレートの定義

指標テンプレートを定義するには、次の手順を実行します。

[内部標定の調整] ウィンドウを開き、[計算] タブをクリックします。
指標テンプレートテーブルに、定義が必要な最小数のテンプレートが表示されます。
注意:
集めた指標テンプレート数が要件を満たさない場合、ポップアップメッセージ [お使いの <camera_type_model> のフィルム指標座標が不明です。同じ画像上で 4 つの角または / および 4 つのエッジで指標テンプレートを集める必要があります。] が表示されます。
既存のテンプレートの指標のピクチャをキャプチャするか、テンプレートテーブルにテンプレートを追加するか、定義済みの指標テンプレートテーブルをインポートすることで、指標テンプレートを定義します。

指標ピクチャのキャプチャ

指標ピクチャをキャプチャするには、次の手順を実行します。

指標テンプレートテーブル内でピクチャをキャプチャするテンプレートをクリックします。
1. オプションで、[次へ] ボタンを使用して、現在の画像内の同じ指標タイプの次の指標を表示します。
2. Ctrl + C キーを押しながらポインターを移動して、必要に応じて画像をズームまたは画面移動します。
プレビューウィンドウの画像表示では、[オプション] > [画像およびラスター] > [表示設定] で定義されたデフォルトのレンダラーが使用されます。これは必要に応じて再定義できます。
[指標のキャプチャ] ボタンをクリックして、指標を囲む円を描画します。このためには中心をクリックし、ポインターを外側にドラッグします。
テンプレートのピクチャを変更するには、再度キャプチャします。
テンプレートのピクチャを消去するには、テンプレートを右クリックして、ショートカットメニューから [テンプレートの解除] を選択します。

キャプチャしたピクチャは、オルソマッピングワークスペースの指標テンプレートテーブルに自動的に書き込まれます。

指標テンプレートの追加と削除

画像の品質問題や非対称指標に対応するために、テンプレートを追加または削除できます。アルゴリズムでは、同じカメラと指標タイプの最初のテンプレートが使用されます。一致するものが見つからない場合、次のテンプレートが使用されます。

テンプレートテーブルで、追加する予定と同じカメラとテンプレートタイプのテンプレートを選択し、[プロジェクトに追加] ボタンをクリックします。
同じカメラタイプのテンプレートがテーブルに追加されます。
新しく追加されたテンプレートを選択し、[指標のキャプチャ] ボタンをクリックして、そのピクチャをキャプチャします。
テンプレートを削除するには、テーブル内でテンプレートを選択して、[削除] ボタンをクリックします。
各カメラには最小限の数のテンプレートが存在します。すべてのテンプレートを削除することはできません。

テンプレートテーブルから指標テンプレートをインポートまたはエクスポート

定義済みの指標テンプレートを指標テンプレートファイルからインポートできます。テンプレートをエクスポートすると、指標のテンプレートファイルと参照ピクチャの両方を含むフォルダーが出力されます。

指標の計算

指標テンプレートを定義した後は、指標を計算できます。

[指標座標の計算] をクリックして、画像リストで定義されたすべての画像の指標を計算します。
- マップ内で行った選択によって画像リストが更新されます。フットプリントテーブルで画像を選択し、選択した画像の指標を計算します。
- 現在の画像の指標を計算するには、[現在の画像のみ] チェックボックスをオンにします。

指標画像座標の編集

画像に対する指標の計算に失敗した場合、[編集] タブを使用して指標ポイントを確認および編集できます。指標ポイントテーブルで、Image X および Image Y フィールドの値は計算された画像指標で、Film X および Film Y フィールドの値は、ワークスペース作成時に設定されたカメラのフィルム指標座標です。 Score フィールドは、テンプレート内のピクセル値と、画像内の他の指標位置のピクセル値の類似性を説明します。 [Score] 値の範囲は 0 ～ 100 で、100 は完全一致を示します。 Residual フィールドはその指標位置における変換エラーです。

指標の一致に失敗して画像指標ポイントが検出されていない画像を特定するには、[未解決] フィルターを使用します。確認および編集の必要がある画像を見つけるには、[3 つの一致ポイントのみで解決] フィルターを使用します。

テーブルで指標ポイント行を選択し、テーブル内の対応する値を調べます。
プレビューを確認します。
対応する指標マーカーが指標の中心の上に配置されているはずです。
Ctrl + C キーを押しながら、画面移動またはズームを行います。

指標ポイントの手動編集

指標ピクチャを手動で編集するには、次の手順を実行します。

[編集] ボタンをクリックして、指標の編集をアクティブ化します。プレビューウィンドウで指標マークの中心をクリックします。
この位置の画像座標がテーブル内で更新されます。
テーブルで別の行を選択し、同じ手順を繰り返して別の指標を計測します。
テンプレートを確認および再定義して、選択した画像を再計算することもできます。

内部標定の更新を使用した内部標定の微調整

内部標定の更新ツールは、画像リストで定義された画像に適用されます。選択したテンプレートに適用されたフィルターは、画像リストに影響します。レビューと編集が完了している場合は、内部標定の更新ツールを使用できます。

[内部標定の更新 (Update Interior Orientation)] ボタンをクリックして、指標画像とフィルム座標から計算されたアフィン変換を使用して画像の内部標定を更新します。
[現在の画像のみ] チェックボックスをオンにして、現在の画像に更新を適用します。
マップ上で画像が回転していると、フィルム座標系がスキャン方向と一致しません。この場合、[編集] タブで影響を受けた画像を選択し、[フィルム座標系] ドロップダウンリストを使用してフィルム座標系を修正します。

これで、指標テンプレートに指標の計算と内部標定の調整に必要な情報が設定された状態になりました。この情報を使用して、オルソマッピング製品を生成するために使用する写真測量モデルを計算します。