Aplikacja Ortho Maker jest aplikacją internetową oprogramowania ArcGIS Enterprise służącą do tworzenia produktów mozaiki obrazów ortofotomap i powierzchni terenu przy wykorzystaniu zobrazowań rejestrowanych przez drony. Te produkty do tworzenia map są tworzone z wykorzystaniem procedury wykonywania zadań z przewodnikiem, która prowadzi użytkownika przez trzy etapy projektu:
- Konfiguracja projektu
- Korygowanie blokowe
- Tworzenie produktu
Aplikacja Ortho Maker działa w oprogramowaniu Enterprise i na serwerze ArcGIS Image Server. Korzysta ona z możliwości rozproszonego przetwarzania i przechowywania w oprogramowaniu Enterprise i na serwerze ArcGIS Image Server, aby szybko przetwarzać setki lub tysiące obrazów zgromadzonych przez drony i tworzyć jednolite mozaiki obrazów ortofotomap, numeryczne modele powierzchni (DSM) i numeryczne modele terenu (DTM). Produkty z wartością dodaną obejmują także mapy ze wskaźnikiem VARI (Visible Atmospheric Resistant Index) służące do analizowania pokrycia i względnego stanu zdrowia roślinności oraz mapy spadków i ekspozycji powierzchni do analizy przydatności lub oceny wpływu topografii na infrastrukturę i obiekty naturalne. Dostępna jest opcja tworzenia produktów niestandardowych opartych na operatorach matematycznych pasm obrazów pozwalających na tworzenie określonych indeksów, takich jak indeksy terenów zurbanizowanych, indeksy wilgotności oraz innych typów analizy obrazu.
Zadania internetowej aplikacji Ortho Maker są zarządzane w formie projektów, które śledzą zdefiniowane w projekcie składniki mozaiki obrazów ortofotomap oraz wykonują na nich operacje. Projekt zawiera wszystkie swoje dane wejściowe, pomocnicze dane, takie jak obwiednie obrazów i raporty korekty blokowej, produkty pośrednie, takie jak zbiory obrazów, wyniki szybkiej korekty blokowej, produkty wynikowe i status dla każdego etapu przetwarzania. Można tworzyć nowe projekty lub edytować i wykorzystywać istniejące szablony projektu, tak aby spełniały wymogi konkretnych zadań.
Korzyści ze stosowania aplikacji Ortho Maker
Aplikacja Ortho Maker umożliwia łatwe przesyłanie i przetwarzanie zobrazowań rejestrowanych przez drony. Osobom bez doświadczenia w przetwarzaniu danych rejestrowanych przez drony i nieposiadającym orientacji w parametrach fotogrametrycznych aplikacja Ortho Maker oferuje domyślne ustawienia ułatwiające tworzenie dokładnych produktów. Zaawansowanym użytkownikom dronów aplikacja Ortho Maker oferuje możliwość precyzyjnego dostosowania parametrów przetwarzania w taki sposób, aby spełniały potrzeby użytkownika. Aplikacja Ortho Maker oferuje wiele korzystnych rozwiązań operacyjnych podczas wykonywania projektów przetwarzania obrazów rejestrowanych przez drony:
- Przesyłanie zbiorów obrazów rejestrowanych przez drony i przetwarzanie ich dla uzyskania dokładnych obrazów ortofotomap i cyfrowych modeli wysokościowych.
- Łatwe tworzenie produktów z wartością dodaną indeksu VARI, map spadków, ekspozycji i cieniowania rzeźby terenu.
- Wszechstronne rozproszone przetwarzanie i przechowywanie przy użyciu wdrożenia na platformie Enterprise ArcGIS Enterprise.
- Procedura wykonywania zadań z przewodnikiem ułatwia konfigurowanie projektu i przetwarzanie produktu.
- Możliwość przeglądania zbioru obrazów rejestrowanych przez drony i usuwania niepotrzebnych obrazów.
- Przetwarzanie zobrazowań rejestrowanych przez drony dostępne dla osób o niewielkim doświadczeniu w dziedzinie fotogrametrii.
- Przesyłanie terenowych punktów kontrolnych i zarządzanie nimi w celu zwiększenia dokładności wyników przetwarzania.
- Możliwość precyzyjnego dostosowywania parametrów przetwarzania przeznaczona dla osób mających doświadczenie w przetwarzaniu obrazów rejestrowanych przez drony.
- Przeglądanie i udostępnianie szczegółowych raportów dotyczących przetwarzania.
- Udostępnianie wyników i wykorzystywanie ich w innych programach ArcGIS, takich jak Story Maps, aplikacja ArcGIS Pro i narzędzia analizy rozproszonej serwera ArcGIS Image Server.
Tworzenie dokładnych obrazów ortofotomap
Obraz ortofotomapy powstaje na podstawie serii obrazów wykonanych bezpośrednio nad danym obszarem i poddanym korekcji w celu usunięcia zniekształceń pochodzących od czujnika i deformacji terenu w procesie zwanym ortorektyfikacją. Po skorygowaniu położenia każdego z obrazów z określoną dokładnością następuje ich połączenie do postaci mozaiki. Wynikowa mozaika obrazów ortofotomap może służyć jako mapa bazowa przechowująca obiekty, umożliwiająca ich mierzenie, a także pozwalająca pobierać i analizować informacje przy użyciu standardowych metod przetwarzania obrazów.
Ortorektyfikacja stosuje techniki fotogrametryczne wykorzystujące nakładanie obrazów, tzw. zobrazowanie stereo, w celu uzyskania modelu fotogrametrycznego i wymaganego modelu powierzchni niezbędnych do przeprowadzenia korekcji systematycznych i topograficznych zniekształceń zobrazowania. Blok albo zestaw nakładających się zobrazowań zostaje skorygowany przy użyciu punktów leżących w nakładających się obszarach i terenowych punktów kontrolnych leżących w obszarze projektu. Te punkty łączące leżące między nakładającymi się zobrazowaniami stereo są obliczane automatycznie, natomiast terenowe punkty kontrolne zwykle pochodzą z pomiarów terenowych, a czasami są pobierane z istniejących ortoobrazów. Zapoznaj się z sekcją Wprowadzenie do tworzenia obrazów ortofotomap, aby uzyskać dalsze informacje na temat procesu ortorektyfikacji.
Aplikacja Ortho Maker wykorzystuje rygorystyczne przetwarzanie fotogrametryczne w usprawnionej procedurze wykonywania zadań służącej do konfigurowania projektu i zarządzania nim, korygowania blokowego i przetwarzania produktów umożliwiających tworzenia ortofotomap. Zarządzanie projektem i zaawansowane przetwarzanie, w zależności od konfiguracji, dokonuje się w tle korzystającego z serwera ArcGIS Image Server wdrożenia na platformie ArcGIS Enterprise w celu rozproszonego przetwarzania i przechowywania włącznie z wdrożeniem w chmurze. Kierownik projektu aplikacji Ortho Maker organizuje wszystkie dane wejściowe, sprawdza, czy spełniają one minimalne kryteria dołączenia i przydatności, ułatwia wykonywanie wymaganej korekty blokowej zgodnie z określonymi kryteriami i tworzy produkty określone w konfiguracji projektu. Na potrzeby weryfikacji tworzony jest raport dotyczący zastosowanej korekty i uzyskanej dokładności.
Produkty są publikowane automatycznie jako usługi, które można udostępniać partnerom biznesowym w instytucji. Produkty można otwierać w przeglądarce map Map Viewer Classic portalu, w którym są dostępne wszystkie usługi i narzędzia przeglądarki map Map Viewer Classic niezbędne do dalszej analizy.
Produkty aplikacji Ortho Maker mogą być używane w aplikacji ArcGIS Pro, w narzędziach analizy rozproszonej serwera ArcGIS Image Server i w usłudze ArcGIS Online. Na przykład można budować i testować wymagający intensywnego przetwarzania łańcuch przetwarzania modeli hydrologicznych lub łańcuch segmentacji i klasyfikacji w aplikacji ArcGIS Pro w oparciu o model powierzchni DSM i usługę tworzenia ortomozaiki w podczerwieni utworzoną w aplikacji Ortho Maker, a następnie użyć wdrożenia analizy rozproszonej serwera ArcGIS Image Server do rozpowszechnienia przetwarzania w wielu instancjach w chmurze.
Ortho Maker jest cenną aplikacją w ekosystemie ArcGIS korzystającą z płynnej integracji między różnymi częściami platformy ArcGIS. Korzyści z jej stosowania to skalowalne rozproszone przetwarzanie i przechowywanie, intuicyjna, uproszczona procedura wykonywania zadań, ścisła integracja z oprogramowaniem ArcGIS pozwalająca na interoperacyjność w celu spełnienia wszystkich wymagań projektu.
Trzy etapy konfiguracji
Procedura wykonywania zadań z przewodnikiem w aplikacji Ortho Maker sprawia, że wykonywane w trzech etapach konfigurowanie projektu i przetwarzanie produktu jest proste i efektywne.
Konfigurowanie projektu
Pierwszym etapem procedury wykonywania zadań w aplikacji Ortho Maker jest skonfigurowanie projektu. W tym etapie określa się folder zawierający zobrazowania rejestrowane przez drony oraz powiązane pliki metadanych, które następnie podlegają weryfikacji. W dalszej kolejności wypełnia się formularz konfiguracji projektu, w którym do projektu należy przypisać nazwę i opis oraz wybrać procedurę wykonywania zadań.
Procedury wykonywania zadań tworzą mapę pokrycia dla zbioru obrazów pozwalającą zweryfikować, czy pokrycie w obszarze projektu jest prawidłowe. Opcjonalnie można przeprowadzić szybką korektę dla oceny, czy będą osiągnięte lub przekroczone wymagania dokładności projektu dla produktów wynikowych. Następnie przeprowadza się pełną korektę blokową, weryfikuje końcową dokładność i tworzy wymagane produkty.
Strona konfiguracji projektu jest miejscem, gdzie można zdefiniować własne ustawienia parametrów wykonywania szybkiej lub pełnej korekty oraz tworzenia produktów. Domyślne ustawienia zwykle wystarczają do utworzenia wysokiej jakości produktów w większości projektów i zastosowań. Doświadczeni użytkownicy lub użytkownicy mający specjalne wymagania dotyczące projektu mogą definiować różne ustawienia dotyczące tworzenia produktów ortomozaiki, takie jak tworzenie linii szycia między obrazami ortofotomap, parametry balansowania kolorów lub określanie wynikowego rozmiaru piksela (GSD) w metrach. W przypadku produktów dotyczących powierzchni można zdefiniować metody dopasowywania chmury punktów w celu wygenerowania powierzchni terenu i wykrywania obiektów terenowych na obszarach zurbanizowanych, określić maksymalny rozmiar wykrywanych budynków lub drzew uznawanych za powierzchnię oraz zdefiniować odległość od podłoża i rozmiar piksela.
Ustawienia projektu można zapisać w celu utworzenia szablonu projektu. Szablony projektu można importować i edytować, można też ich używać w projekcie bieżącym lub w pozostałych projektach.
Obliczanie korekty blokowej
Na etapie korygowania dostępne są dwie opcje: Uruchom szybkie i Uruchom pełne. Szybkie korygowanie oblicza korektę blokową obrazów przy obniżonej rozdzielczości na potrzeby wstępnej kontroli jakości.
Obliczona zostaje początkowa korekta blokowa w celu utworzenia punktów łączących leżących między nakładającymi się obrazami, a także zostanie wygenerowany raport dotyczący korekty. Po obliczeniu początkowej korekty blokowej istnieje możliwość jej doprecyzowania poprzez dodanie terenowych punktów kontrolnych (GCP). Punkty GCP mogą pochodzić z pomiaru terenowego lub mogą zostać zaimportowane z pliku. Jeśli dostępna jest usługa obiektowa zawierająca punkty GCP (i zdjęcia GCP jako załączniki), można je zaimportować z tej usługi obiektowej. Punkty GCP można też dodawać z mapy lub mapy bazowej istniejącego obrazu ortofotomapy o znanej dokładności.
W przypadku dodawania punktów GCP z mapy bazowej interfejs zbioru punktów kontrolnych umożliwia wybranie punktów na mapie bazowej oraz odpowiadających im punktów na dowolnej liczbie obrazów pokrywających określony punkt na mapie bazowej. Wszelkie zgromadzone punkty kontrolne mogą być uznane za punkty GCP i wykorzystane przy obliczaniu korekty blokowej lub za punkty kontrolne służące do oceny dokładności obrazu ortofotomapy.
Po wczytaniu i zidentyfikowaniu punktów GCP na obrazach zostanie ponownie obliczona korekta blokowa. Zmieniona korekta blokowa jest przeprowadzana szybko, ponieważ dla poprawy wydajności zostaną wykorzystane punkty łączące pochodzące z początkowej korekty.
Tworzenie produktów
Trzecim etapem procedury wykonywania zadań jest tworzenie produktów fotogrametrycznych za pomocą aplikacji Ortho Maker. Te produkty zawierają mozaiki obrazów ortofotomap, produkty dotyczące powierzchni w modelach DSM i DTM, a także raport oszacowania dokładności. Parametry przetwarzania powiązane z każdym z tych produktów można edytować i dostosowywać tak, aby wymagania projektu zostały spełnione, a każdy z produktów może być utworzony ponownie przy wykorzystaniu zmienionych ustawień.
- Istnieje możliwość tworzenia dodatkowych produktów pochodnych zawierających indeks NDVI na podstawie map ortoobrazów, spadków, ekspozycji i cieniowania rzeźby terenu oraz warstw usług na podstawie produktów dotyczących powierzchni.
- Częścią procesu tworzenia produktu jest ich automatyczne publikowanie w magazynie danych rastrowych oprogramowania ArcGIS Enterprise, skąd mogą być udostępniane zalogowanym członkom instytucji na zasadach zgodnych z ich uprawnieniami.
- Te produkty mogą być następnie analizowane i przetwarzane w oprogramowaniu Enterprise skonfigurowanym na potrzeby analizy rastrowej, w aplikacji ArcGIS Pro i na klientach przeglądarki map Map Viewer Classic.
Podsumowanie
Aplikacja Ortho Maker zapewnia płynne przetwarzanie zobrazowań rejestrowanych przez drony w środowisku produkcyjnym. Aplikacja Ortho Maker prowadzi użytkownika poprzez procedury konfigurowania projektu, korekty blokowej i tworzenia produktu, zwracając mozaiki obrazów ortofotomap oraz produkty modeli DSM i DTM. Produkty wynikowe są automatycznie publikowane i udostępniane członkom instytucji. Nadają się one do dalszego przetwarzania i analizy w aplikacji ArcGIS Pro oraz w usłudze ArcGIS Online.