将 GCP 添加到正射映射工作空间

在 Advanced 许可等级下可用。

此工作流描述了如何在正射映射工作空间中导入、计算和测量地面控制点 (GCP)。

GCP 是具有已知 X、Y、Z (3D)、XY (2D) 或 Z (1D) 地面坐标的点，通常由地面测量获得，并用于确保摄影测量过程在地面上具有参考点。 在区域网平差中，重叠影像连接在一起以最小化使用连接点和地面控制点的影像之间的误差（如果可用）。 可以在没有 GCP 的情况下应用区域网平差，并且仍然可以确保相对精度，但添加 GCP 可以提高经平差影像的绝对精度。 检测点是从平差计算中排除的 GCP，用于帮助确定平差的精度。

GCP 分布

摄影测量区域中的 GCP 分布是平差区域精度的重要部分。 分布在区域四周的控制点比区域中心附近的控制点对平差精度的影响更大。 下图显示了区域平差之前的建议 GCP 位置。

添加 GCP

可通过选择参考影像中的点、在 GCP 管理器表中输入 GCP 坐标、使用导入 GCP 工具从调查数据导入来手动添加 GCP，或使用计算 GCP 工具通过参考影像计算 GCP。 可以从正射映射选项卡下的优化组中的管理 GCP 菜单访问这些工具。 使用卫星或航空数字数据时，可以在计算初始平差之前将 GCP 添加到工作空间。 使用无人机或扫描的航空影像时，必须先执行区域平差，然后才能添加 GCP。

手动添加 GCP

如果您没有来自地面测量的 GCP，可以从地理理配准或正射栅格图层，栅格数据集、镶嵌数据集或影像服务进行采集。 请确保参考影像的辐射、时态和空间分辨率与影像集的分辨率相近。 应该使用显示在影像集与参考影像中的地面上的易识别要素采集 GCP。 建议的要素包括检修孔盖、街角或地面上其他自然或开发的要素。

从地图添加 GCP

要从参考图像中手动选择和测量 GCP，请完成以下步骤：

1. 将参考影像添加至 2D 地图视图。
2. 在正射映射选项卡的优化组中，单击管理 GCP 按钮 。
3. 在 GCP 管理器窗口中，单击定义 Z 校正按钮 以定义可将从底图或参考影像中提取的高度转换为项目的空间参考所需的任何垂直变换。

   如果未定义工程 DEM 的垂直坐标系，请选择地理变换下的无。

4. 单击浏览并选择空间参考按钮 。
5. 在空间参考窗口的当前 Z 下，选择附加至影像集合的工程 DEM 的垂直参考坐标系。
6. 单击确定。
7. 在内容窗格中，关闭 image collection 图层。 这可确保从参考影像中选择 GCP。
8. 在 GCP 管理器窗口中，单击添加 GCP 或连接点按钮 。 确保在内容窗格中选择了参考影像。 导航到参考影像中的可识别要素并单击它。

   地图中要素的上方将显示一个红色十字且 GCP 管理器中将输入一个新的 GCP 条目。

9. 在 GCP 管理器窗口中，定位影像查看器中的相应 GCP 要素，然后单击要素以添加连接点。 将自动计算任何其他重叠影像的连接点。

   将连接点添加到影像后，GCP 符号将由红色变为蓝色。 这表示已测量 GCP。 通过重新测量或单击所需点可更改测量点的位置。

10. 重复此过程，直到采集足够数量的 GCP。

手动将 GCP 添加到 GCP 管理器表

要将 GCP 手动添加到 GCP 管理器表，请执行以下操作：

1. 将参考影像添加至 2D 地图视图。
2. 在正射映射选项卡的优化组中，单击管理 GCP 按钮 。
3. 在 GCP 管理器窗口中，单击手动添加 GCP 按钮 。 这会在 GCP 管理器表中创建一个空行，用于将 1D、2D 或 3D GCP 添加到工程。
4. 通过双击适当的（X、Y 或 Z）字段并输入相应的值来输入 GCP 坐标。

   • 如果添加一维 (1D) 坐标，请在 Z 字段中输入高度值并将 XY 精度字段值设置为 NA。 或者，输入 GCP Z 精度值。
   • 如果输入二维 (2D) 坐标，请将 X 和 Y 坐标添加到适当的字段并将 Z 精度字段值设置为 NA。 或者，输入 GCP XY 精度值。
   • 如果输入三维 (3D) 坐标，请将 X、Y 和 Z 坐标添加到适当的字段。 或者，设置 GCP XY 精度和 Z 精度值。

测量或重新定位 GCP

要测量 GCP，请完成以下步骤：

1. 打开 GCP 管理器。
2. 在 GCP 管理器表中选择要测量的 GCP。

   对于 2D 和 3D GCP，与所选 GCP 关联的所有重叠图像均列在 GCP 管理器预览窗口中。

3. 如果要在 GCP 管理器预览窗口中列出与 1D GCP 关联的所有图像，请按照以下子步骤操作。
   1. 确保整个镶嵌数据集图像图层在 2D 地图视图中可见。
   2. 在 GCP 管理器的预览部分中，单击使用框选择地图中的图像并将重叠的图像添加到列表按钮 。
   3. 在 2D 地图窗口中，定位镶嵌数据集中的 1D GCP 要素，单击鼠标左键，并在 GCP 周围动态绘制一个框。

      与识别要素重叠的所有图像均将加载到预览窗口中。

4. 确认在 GCP 管理器表中选择了要测量的 GCP，然后单击添加 GCP 或连接点按钮 。
5. 在预览窗口中显示的图像中，单击适当的位置放置 GCP。

   将自动计算任何其他重叠影像的 GCP。

将连接点成功添加到图像后，预览窗口中图像 ID 旁边的 + 标记将变为蓝色，2D 地图视图中的 GCP 符号将从红色变为绿色。 这表示已测量 GCP。 如果重叠图像列表中的图像未自动测量（当 + 标记未变为蓝色时），则需要选择图像并手动测量 GCP 位置。 单击图像中的不同位置可以更改测量点的位置。
6. 重复步骤 1 到 5 以测量或重新定位其他 GCP。

计算 GCP

如果您没有来自地面测量的 GCP，但您具有地理配准栅格图层（栅格数据集、镶嵌数据集或影像服务），则可以将其添加为计算 GCP 的参考。 选择用于 GCP 计算的参考影像时，请确保您的参考影像在地理位置精度和清晰度方面具有良好的地理配准质量，且分辨率与您的源影像相似。 例如，默认的 ArcGIS Online 世界影像服务，即是用于计算卫星数据 GCP 时的极佳参考，但对于高分辨率和高精度的航空影像而言，则可能不是足够好的参考。

1. 在正射映射选项卡的优化组中，单击管理 GCP 下拉菜单并选择计算 GCP。
2. 在计算地面控制点窗口的参考影像下拉菜单中，选择或浏览到参考影像。
3. 在高程源下拉菜单中，选择或浏览到某个高程源。 在处理卫星影像时，请选中大地水准面校正。
4. 指定影像集合的影像位置精度，以及输出 GCP 的点相似度、点密度和点分布。
5. 选中校正并单击运行。

导入现有 GCP

如果您具备现有的地面测量数据，则可以将 GCP 导入到正射映射工作空间。

1. 单击管理 GCP 下拉菜单，然后选择导入 GCP 工具。 浏览至 GCP 文件的位置，该文件可以是 .csv 或 .txt 文件、要素类或 shapefile。

   文件应包含 GCP Label、X coordinate、Y coordinate、Z coordinate、XY accuracy、Z accuracy 和 type 字段。

   注：

   Type 可选，其中 type 值 2 是 GCP，而 type 值 3 是检测点。 如果 type 值不是 2 或 3，则不会导入该点。

2. 在设置 GCP 空间参考下，然后浏览并指定 GCP 的水平和垂直坐标系。 如果 GCP 的坐标系与正射映射工作空间的坐标系不同，请指定要应用的水平和垂直地理变换。

   使用卫星正射映射工作空间时，垂直坐标系将自动转换为 WGS84 椭圆体。

3. 在字段映射下，指定 GCP 文件中的哪些字段与列出的字段映射参数相对应。
4. 如果您的 GCP 数据随附了 GCP 的测量位置照片，请在 GCP 照片位置下选择包含这些照片的文件夹。

   照片的名称应与 GCP Label 字段相匹配。 如果每个 GCP 具有多张照片，则照片名称中应包括追加到 Label 字段且将用作唯一标识符的编号。 例如，GCP20_1.jpg 和 GCP20_2.jpg 均为 GCP20 的照片。

5. 单击确定导入 GCP。

注：

如果您的 GCP 和镶嵌数据集的高程源具有不同的 z 值，则平差后影像在地图视图中进行了平移。 如果在定义正射镶嵌时指定了恒定 z 值，则可能会发生这种情况。 要显示 GCP 平差结果，请使用显示 GCP 按钮在 GCP 管理器窗口中显示 GCP。 在使用经优化的高程源对影像重新平差并生成正射镶嵌产品后，将校正任何可见的影像平移。

添加连接点

导入 GCP 后，请单击管理 GCP 下载菜单并选择 GCP 管理器，从而为 GCP 添加连接点。 在摄影测量中，该过程被称为创建经测量的连接点（或已提供给 GCP 对应影像的连接点）。

1. 从列表中选择 GCP。

   随后与 GCP 重叠的相应影像会显示在 GCP 管理器窗口底部的影像列表中。

2. 单击添加 GCP 或连接点按钮 可在影像查看器中为每个重叠影像添加影像连接点。

   系统将尽可能自动计算其他影像的连接点，但应选中每个连接点以获得位置精度。 要确保放置精度，可使用 Ctrl + M 快捷键打开或关闭测量的连接点，并相应地进行位置调整。 将连接点成功添加到影像后，灰色连接点符号将在影像查看器列表中变为蓝色，同时关联的 GCP 符号将在 2D 地图视图中从红色变为绿色。

3. 重复此过程，直到已测量所有 GCP。

添加检测点

以下步骤描述了如何将 GCP 转换为检测点以进行精度评估。 检测点在概念上与 GCP 相同；它们是具有已知地面坐标的点，并具有多个重叠影像中可见要素的链接。 但是，我们并不将其用作控制平差过程的输入。 相反，检测点可以测量平差和生成的正射影像的精度。 对于每个检测点，在平差过程之后，其已知地面位置与相应像素的位置之间的距离将用于计算影像块的整体绝对精度。 精度测量将汇总为使用检测点的均方根误差 (RMSE)，并可在平差报告中找到。

可以将 GCP 转换为检测点，用于后处理精度评估。

1. 在向正射映射工作空间添加 GCP 并使用连接点对其进行测量后，请在 GCP 管理器窗格中选择要转换为检测点的 GCP。
2. 右键单击该 GCP 并选择更改为检测点。

检测点在正射映射工作空间地图上显示为粉色三角形，而 GCP 管理器中的标注图标则从蓝色圆圈变为蓝色三角形。

添加 GCP 或连接点后，必须单击校正重新运行区域网平差才能使用这些点。

注释和提示

下方注释和提示介绍了将 GCP 添加到正射映射工作空间的最佳做法。

• 清除链接按钮 用于删除与所选 GCP 关联的所有连接点。
• 可删除单个连接点，方法是在 GCP 管理器影像查看器中右键单击影像名称 然后选择删除连接点。
• 删除 GCP 按钮 用于删除选中的 GCP 以及该 GCP 的所有关联连接点。
• 全部删除按钮 可用于从 GCP 管理器窗口中移除所有 GCP。
• 撤消按钮 可用于恢复在测量会话期间删除的 GCP。 运行平差后，删除的 GCP 将无法恢复。
• 在影像查看器中，您可以使用缩放按钮 缩放到所选影像的完整范围、使用动态范围调整按钮 基于显示范围内的像素值来拉伸所选影像，或使用显示 GCP 按钮 在影像查看器中启用或禁用所选的 GCP。
• GCP 的 x 和 y 坐标将从地图进行测量，且 z 坐标将从高程源获得。 如果所添加参考图像的地理坐标系与地图不同，或高程源的垂直坐标与地图不同，则请确认是否正确定义了坐标变换。
• 如果从参考图像中采集 GCP，则应从地面采集 GCP。 在选择要素时，请考虑图像分辨率，以便在您的影像中清楚地显示这些要素。
• 如果您不具有 GCP 文件，但需要测量参考地图上的 GCP，请使用管理 GCP 工具输入 GCP，方法是单击地图上的某个位置，然后在查看器中添加相应的连接点。 这些二级 GCP 的精度取决于参考地图的精度。
• 双击 GCP 管理器窗口中的某行，从而以当前显示比例平移到影像查看器中的 GCP 位置。
• 当鼠标指针处于点收集模式时，可以按住 C 键切换到浏览鼠标指针。
• 打开和关闭动态范围调整 (DRA) 的快捷方式是 Ctrl+D。
• 缩放至图像全图范围的快捷方式是 Ctrl+F。
• 请确保包括分布足够均匀的检测点，以便进行有代表性的精度评估。
• 尝试使用检测点运行平差，评估平差报告中的精度，然后将不同的 GCP 更改为检测点。 重新运行平差，然后查看生成的 RMSE 如何变化。

要了解有关创建正射映射产品的信息，请参阅正射映射产品生成。