立体映射简介

获得 Image Analyst 许可后可用。

ArcGIS Pro 提供了在立体查看和映射系统中编辑三维 (3D) 要素数据的功能。 这使得您可以直观分析影像并精准地收集感兴趣的要素。

体视学是利用从不同位置获取的重叠影像来生成 3D 模型以模拟真实双目视觉的一门学科。 此项技术起源于 19 世纪,并在一战和二战期间得到了更为充分的发展,其在该阶段主要用于识别和精确测量航空像片中可见的地形和地面要素。 摄影测量立体技术的主要应用有识别、测量以及手动数字化垂直俯拍影像中的 3D 要素,其中包括:

  • 建筑物、基础设施、林分以及其他地面要素。
  • 地形、斜坡、地貌、等高线以及由于地形突然中断而形成的隔断线
此外,当传感器视角,主要出于工程目的,处于水平或倾斜状态以收集精确且详细的信息时,会用到近距离立体摄影测量技术,例如绘制桥梁、建筑物、大坝以及建筑物立面的基础结构。

补充 3D 影像视图是指将 3D GIS 图层精确叠加到立体模型上,此过程被称为“叠印”。 叠印技术通过立体模型来促进对于地基图层以及其他矢量数据的手动编辑并使编辑结果具有较高的摄影测量精度。 依传统惯例,绝大多数高精度地基要素地图均通过手动 3D 立体编辑方式予以创建和更新,在 20 世纪 90 年代,首先要使用光学机械立体绘图仪,然后使用分析立体绘图仪,而现在则是通过纯数字化 3D 方式予以实现。

近年来,随着高分辨率多光谱影像以及数字高程模型 (DEM) 和 GPS 测量控制的出现,地基图层在创建和更新时转为使用正射校正影像基底。 遥感和影像处理技术可用于自动识别和分类具有摄影测量精度的要素。 然而,手动立体编辑的优势在于其融合了人类的视觉和认知能力,从而可以识别和收集通过计算机视觉和处理根本无法识别和收集的要素。 这样的示例包括收集穿过树冠的地面高程点、编辑建筑物、公路以及其他被植被所掩盖的地面要素、收集重要的隔断线以及基于 3D 物理属性和提示识别要素。

ArcGIS Pro 中立体映射的好处

传统的立体映射知识和技术颇为成熟且为大家所熟知。 最为精确和详细的地基图层,例如建筑物、运输系统、公共设施、通信基础设施以及地形已通过立体编辑技术予以创建。 除了能够在熟悉的摄影测量工作流中收集 3D 要素以外,使用 ArcGIS Pro 中所引入的此项功能还具有如下重要优势:

  • 集成化立体工作流,无需单独的摄影测量包,也无需进行数据转换。
  • 支持多种数据源,例如航空影像、卫星影像和无人机影像。
  • 可用于管理影像集和立体模型的高级数据模型。
  • 自动检测最佳立体模型并基于某一感兴趣区域灵活过滤立体模型。
  • 同时支持快门眼镜观看和立体观看。
  • 异步处理使得您在编辑 3D 要素数据时可以同时运行多个进程。
  • GPU 加快了快速立体显示的显示速度。
  • 高级编辑功能,包括要素模板、设置、多用户同时编辑以及版本化等。
  • 在不改变现有拓扑和数据结构的同时,将立体要素直接收集到您的 GIS 数据库中。
  • 无缝集成的 2D 立体对和 3D 要素渲染:支持渲染各种要素和符号。
  • 固定光标模式以及按需、表面跟踪功能有利于立体导航以及要素的收集。
  • 与地图和场景同步后可提供即时的编辑反馈。
  • 所收集的数据可即刻应用于场景视图中。

ArcGIS Pro 中的立体映射是指 ArcGIS 平台中的所有数据均属于可发现数据并且可立即应用于您的 3D 制图工程中。 立体要素数据可流出至 3D 场景以用于可视化,也可流回立体视图以用于编辑。 此类数据也可直接应用于 GIS 建模和时间要求较为严格的决策支持场景中。

立体映射用户体验

ArcGIS Pro 中,立体映射包括基于卫星和航空传感器平台显示和操作立体影像对的立体地图查看器。 立体显示支持多光谱、三波段和全色影像、直接对影像进行增强处理、将 3D GIS 数据与立体影像叠印、缩放和漫游以及其他方面的调整。

佩戴红色/青色立体图像眼镜、主动快门眼镜或使用被动立体设置的偏光眼镜有利于观看立体视觉效果。 在立体像片模式下,立体地图使用立体模型中的左右两个影像来建立立体显示,其中左影像中的一个波段对应于红色通道,右影像中的两个波段对应于青色通道。

立体像片模式下的立体地图视图
立体像片模式下的立体地图视图。 立体影像对由 Vexcel 提供。

在主动快门眼镜模式下,立体影像可以较高的频率与主动快门眼镜同步显示。 快门眼镜仅允许立体对的左影像穿过左侧快门镜头、右影像穿过右侧快门镜头。 其原理同立体眼镜类似,但立体眼镜仅允许一个波段穿过镜头。

被动立体系统将偏光眼镜与带有特殊滤光片的分光显示器相结合,使左眼只能看到左侧影像,右眼只能看到右侧影像,从而支持立体视觉。

有关快门眼镜和其他硬件的要求,请参阅主动式立体观看套件设置。

在对航空数字、航空扫描和无人机影像执行立体可视化时,将对立体对中没有立体重叠的所有部分进行掩膜。 通过保持对正在查看查看的立体对重叠区域的关注来增强立体查看体验。

具有摄影测量精度的 3D 指针可用于测量地面要素并将其直接收集到要素类中。

立体地图选项卡包含设置、增强和管理立体模型以及将矢量 GIS 数据叠加到立体影像上的工具、地面要素测量工具以及立体模型选择器窗格。 标准的要素编辑工具可用于实现用户颇为熟悉的操作,如将 3D 要素编辑成要素类。

如果尚未对输入影像进行调整,则可通过正射映射工具进行调整并实施三角测量,之后可将经调整包含立体模型的镶嵌数据集用作输入内容。

立体映射还支持单独的立体影像对,例如您从卫星数据供应商处购买的影像对。

集成立体编辑

Image Analyst 扩展模块中包含立体映射。 由于其集成在 ArcGIS Pro 之中,因此可利用下列 ArcGIS Pro 架构以及成熟的 ArcGIS 功能:

  • 将经过调整的立体像对以极线方向载入立体地图显示以供适当观看和要素编辑。
  • 对所有包含立体像对的影像进行增强处理。
  • 选择和定义首选光标及其行为。
  • 使用动态缩放或指定特定的地图比例。
  • 通过智能过滤在立体模型选择器窗格中选择立体模型,例如按要素类、交互式面、地图范围或属性进行过滤。
  • 使用 ArcGIS Pro 编辑界面和工作流流程高效定义和编辑地图要素、符号系统、属性和数字化属性。
  • 使用预定义要素表来确保整个工程中各要素的一致性。

利用下列要素创建和编辑工具、运算符和功能

  • 设计或使用现有要素模板
  • 定义您的首选项和设置
  • 定义字段、子类型以及使用数据模型的域。
  • 定义数据关系,如空间连接、关联及其他标准关系。
  • 管理版本化

相关主题