リアリティマッピングワークスペースへの地上コントロールポイントの追加—ArcGIS Pro

Standard または Advancedのライセンスで利用可能。

ArcGIS Reality ライセンスがある ArcGIS 組織で利用できます。

リアリティマッピングワークスペースに地上コントロールポイント (GCP) をインポートし、これを計算、計測できます。

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。ブロックの周囲に分布しているコントロールポイントは、ブロックの中心付近のコントロールポイント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

GCP は、参照画像でポイントを選択したり、[GCP の計算] ツールで参照画像を使用してポイントを計算したり、[GCP のインポート] ツールを使用して調査データからポイントをインポートしたりすることにより、手動で追加できます。これらのツールには、[リアリティマッピング] 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、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。 GCP の選択時に参照画像を選択するときは、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します。推奨されるフィーチャには、交差点の路面ペイント、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。

調整処理を行いやすいよう参照画像から 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。
この処理を容易に行えるように、使用されている DEM の VCS をメモしておきます。 [カタログ] ウィンドウでレイヤーを右クリックし、[プロパティ] を選択し、[空間参照] カテゴリを展開して、DEM の鉛直座標系 (VCS) を決定します。
VCS が [プロパティ] ダイアログボックスに表示されない場合は、VCS が定義されていません。
[リアリティマッピング] 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て、GCP マネージャーを開きます。
プロジェクト DEM の VCS を指定します。
このステップを省略すると、抽出した GCP と導き出された DEM またはステレオプロダクトに誤った高さが割り当てられる場合があります。
1. [Z 値の定義] ボタンをクリックして、[Z 値補正の定義] ダイアログボックスを開きます。
  このダイアログボックスは、ワークスペースに関連付けられた標高サーフェスから抽出された高さをプロジェクトの空間参照に正確に変換するために求められる鉛直座標変換を定義するために使用されます。
2. [参照] ボタンをクリックします。
3. [空間参照] ダイアログボックスで、[現在の Z] の下の [鉛直座標系 (VCS)] ボックスをクリックして、画像コレクションに添付された DEM の VCS を選択します。
  添付された DEM の VCS が定義されていない場合は、[使用可能な Z 座標系] の下の座標リストから [なし] を選択します。
[OK] を 2 回クリックして変更を承諾し、[空間参照] ダイアログボックスと [Z 値補正の定義] ダイアログボックスを閉じます。
[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。
[コンテンツ] ウィンドウで、参照画像が選択されていることを確認します。
参照画像で GCP として収集したい識別可能なフィーチャを探し、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。
タイポイントが正常に画像に追加されたら、画像ビューアーと 2D マップでグレーのタイポイントシンボルが青色に変化し、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。計測されたポイントの位置を変更または再計測するには、ポイントをクリックします。
十分な数の GCP が収集されるまで、ステップ 6 ～ 9 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します。] 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、ラスターレイヤーとして、オルソ補正された画像ベースマップ (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、ArcGIS Online のデフォルト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。

GCP を計算するには、以下の手順を実行します。

[GCP の管理] メニューから、[GCP の計算] ツールをクリックして、[地上コントロールポイントの計算] ダイアログボックスを開きます。
参照画像を指定します。
- 参照画像がマップ内に存在する場合は、ドロップダウンリストから [参照画像] を選択します。
- 参照画像がマップ内に存在しない場合は、[参照] ボタンをクリックし、ディスク内のレイヤーの位置を探して選択し、[OK] をクリックします。
[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] チェックボックスをオンにします。
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] チェックボックスをオンにして [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 をリアリティ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] ボタンをクリックします。
[GCP のインポート] ダイアログボックスが表示されます。
[GCP ファイル] で、[参照] ボタンをクリックして、GCP ファイルの場所を探します。
GCP ファイルは、.csv ファイルまたは.txt ファイル、もしくはフィーチャクラスまたはシェープファイルのいずれかです。 GCP ファイルには、Label、X coordinate、Y coordinate、Z coordinate、XY accuracy、Z accuracy の各フィールドが含まれます。
[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 の座標系がリアリティ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。
[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 写真の位置] で、GCP データに GCP が計測された場所の写真が含まれる場合は、写真を格納しているフォルダーを探して選択します。
写真の名前は GCP Label フィールドの値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。
必要に応じて、ボックスにチェックを入れると、現在の表示範囲内に存在する GCP のみをインポートできます。チェックボックスがオフのままの場合は、すべての GCP がインポートされます。
[OK] をクリックします。

注意:

CSV ファイルに追加する 2D GCP は以下の形式に従う必要があります。 1D GCP を CSV ファイルに追加することはできません。代わりに、上記の「手動による GCP の追加」のセクションのステップ 6 ～ 9 で説明しているワークフローに従って 1D GCP を追加します。

CSV ファイル内の GCP の形式

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。

GCP タイポイントの追加

GCP を手動で選択またはインポートしたら、[GCP の管理] ドロップダウンメニューをクリックし、[GCP マネージャー] をクリックして、GCP に対応するタイポイントを追加します。写真測量では、この処理を、計測されたタイポイントの作成と呼びます。

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計算されますが、各タイポイントの位置の正確度を確認してください。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、前述の手順を繰り返します。

GCP のチェックポイントへの変更

GCP をチェックポイントに変更することで、正確度を評価できます。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] ウィンドウに表示されます。

後処理の正確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。

リアリティ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] をクリックします。

チェックポイントが、リアリティ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。

メモとヒント

GCP を操作する際には、以下の点に注意してください。

[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。
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 です。
画像の範囲を全体表示するキーボードショートカットは Ctrl + F 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めます。
チェックポイントによる調整を実行し、[調整レポート] ウィンドウで正確度を評価します。次に、他の GCP をチェックポイントに変更し、調整を再実行して、結果として RMSE がどのように変化するかを確認します。