【视频教程】地图配准 & Geosptail PDF生成与应用

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PDF格式由于其跨平台、与设备无关的特点,同时能保存文字、矢量、图片等内容,应用非常广泛,也是现代出版印刷行业的标准格式。Adobe Acrobat Reader在其较新的版本中增加了测量工具集(查询坐标/量测/查询属性),支持读取嵌入了地理信息的PDF格式,也即Geospatial PDF。

MAPublisherGeographic Imager是分别运行在Adobe Illustrator和Photoshop上的地图制图软件,扩展了强大的GIS功能,使用户在强大的矢量图形&栅格图像编辑环境中,能够进行GIS操作,生产具有地理精度的高质量地图。也支持输出Geosptial PDF地图。

如果您是直接在MAPublisher中导入GIS数据生产的地图,是具有地理空间属性的(坐标/投影/属性等)。那么对于很多单位之前采用其他平台生产的地图,不带坐标的情况下怎么办?使用MAPublisher可以很方便的为不带坐标的地图(支持AI/EPS/PDF/JPG等格式)恢复坐标,这样便于之后叠加其他专题信息更新地图,也可以输出Geospatial PDF,提供弱GIS部门作为底图使用,或者使用Avenza Maps App在移动设备(手机或平板)上应用。

本视频教程作为MAPublisher培训视频的一部分,详细演示了使用MAPublisher恢复地图坐标的三种方法:

1、已知地图的比例尺及地图投影,使用一个参考点将地图套合到GIS参考要素;

2、已知地图的比例尺及地图投影,使用比例缩放与平移将地图套合到GIS参考要素;

3、不知道地图的比例尺和投影,通过添加几个控制点对地图进行纠正。

最后,演示了在MAPublisher输出Geospatial PDF/GeoPDF的方法。

那么,如何用好Geospatial PDF地图呢,可以借助Avenza Maps app, 您可以下载Geospatial PDF地图地图到您的移动设备(Android或ios)上,这样可以在离线环境下,结合移动设备的GPS,进行数据(属性)采集、记录轨迹、测量,信息共享,进行外业核查、调查监测等应用。为此,我们制作了一批样例Geospatial PDF地图,以及介绍了Avenza Maps在风电设计、森林管理、道路建设与火灾扑救方面的应用

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【AI制图技巧】外观面板的应用

摘要:为对象创建外观属性;制作双描边外观效果,保存为图形样式,然后对路径应用样式;对图层(点/线/面/文本)应用整体效果(外发光/投影等)。

用好Illustrator的外观面板将会使原本复杂的工作变得简单。

1、为水系面对象建立内发光效果

为了突出面状水体的岸线,我们可以应用黑色的内发光效果。

具体做法:先选中水体面对象,然后给其填充水系颜色(如C35M5),打开外观面板(窗口——外观),点击填色属性(选中),然后单击面板左下角的“fx”图标,从中选择“风格化——内发光”,在内发光对话框中,设置模式为“叠加”,颜色为黑色,不透明度设为70%,调整模糊为1.76mm(宽度),选中“边缘”选项,设置及效果如下图所示:

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面状水体内发光效果设置
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左(单色填充的效果),右(在外观中应用了内发光的效果)
2、制作街道(主/次干道)的样式

制作带边线的街道或道路符号,可以通过在外观面板中添加多个描边来实现。

具体做法:先取消选中图稿对象,然后在外观面板中单击底部的清除外观图标清除外观,再将其中的描边设置为浅色和0.3mm宽度,然后单击左下角的“添加新描边”图标,将新增加一个与前述设置相同的描边,然后选择下边的描边,设置为一种较深的颜色和0.5mm宽度,这样我们就制作了一个带边线的街道样式,为了能重复使用这种外观样式,打开图形样式面板(窗口——图形样式),按住Alt键(Windows)或Option键(Mac)的同时单击图形样式面板右下角的”新建图形样式”图标,即可命名刚才设置的外观样式。

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3、应用样式到编组

如果你应用上面新建的街道样式到相应的道路图层,将会出现边线压盖的效果,不是我们想要的道路交叉口效果。若想达到边界融合的街道交叉口效果,可以将道路对象编组(选中后ctrl+G),然后再将图形样式应用于编组,即可达到我们想要的交叉口效果,如下图所示。实际作图过程中,由于同一图层中可能包括多种类型的道路,我们常见的一种做法是将道路符号拆分成上下或上中下三层来做,配图时进行拷贝。

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左:将街道样式应用于独立的对象,没有交叉口效果。右:将街道样式应用于编组的对象,出现道路交叉口融合效果。
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道路符号分开制作示例
4,对整个图层应用外观效果

除了将外观样式应用于单个对象、编组对象外,还可以对整个图层应用于外观效果。

具体做法:以点符号图层为例,可以图层面板中单击点符号图层的右侧的圆圈图标,然后在外观面板中单击fx图标,从中选择”风格化——投影”,设置相应的投影效果参数,这样该图层的所有对象(包括后面新增的对象)将自动具有该投影效果(单击外观面板中的投影可以编辑其参数)。设置了外观效果的图层右侧的空心圆圈将变为实心符号。

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投影效果设置
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点符号投影效果
5、给文字对象设置外观效果

我们也可以对文字注记设置外观效果,有时需要突出文字注记与背景底图(如影像或地形晕渲)的反差,我们会给文字添加描边效果,同时为了减轻这种反差,可以给描边设置一定的不透明度或添加外发光效果。

具体做法:配置好了地图注记后,选择相应的注记对象,打开外观面板,单击左下角的”添加新描边”按钮,并的外观面板中把描边属性拖到文字下方,然后设置描边的宽度与颜色(以下示例设为0.25mm,白色),为了降低白色边线与背景的反差效果,我们可以在文字外围添加一个白色的发光效果。在外观面板中选择”字符”,单击左下角的fx图标,从中选择”风格化——外发光“,参数设置及效果如下图所示,

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后记:

外观面板是AI中非常重要的一个功能,也非常强大,MAPublisher中MAP主题配置线、面符号所使用的图形样式,就是由外观来定义的,所以图形样式即是由一系列外观属性来定义的,外观面板中可以对同一对象,添加多个描边和多个填充,不同的描边和填充又可以应用不同的效果,也可以应用相同的效果,大部分的AI的效果都可以从外观面板中使用,定义好的外观可以新建图形样式,所以AI的符号库中的线/面符号基本可以通过外观面板来实现,可以通过外观面板菜单中的”重新定义图形样式”来修改符号进而整体修改全图中的某个符号样式。所以掌握好外观面板的用法对使用AI及MAPublisher来进行地图制作非常重要!

更多AI制图效果请参考:从GIS到桌面——高质量的地图制图

参考文献:《The Adobe Illustrator WOW! Book for CS6 and CC》

整理编译:陈春华

【AI制图技巧】使用脚本自动配置政区表面颜色&重新着色图稿

摘要:

1、使用Premedia Systems WOW! Artwork Colorizer脚本自动给多边形填充颜色;

2、使用MAPublisher内置的ColorBrewer颜色主题组;

3、使用“重新着色图稿”功能自动修改地图颜色。

配置政区表面颜色是地图制图中的一个非常常见的工作,以往需要对单个面进行手工配色,但是如果遇到有数十个政区面的话,使用特定的工具可以帮助您大幅提高效率。本文以湖北省县区为例(31个行政区划),使用Premedia Systems公司(www.premediasystems.com) 的WOW! Artwork Colorizer脚本为政区自动填充不同的颜色,然后使用Illustrator的“重新着色图稿”功能和MAPublisher内置的ColorBrewer制图颜色组合重新配置少数几种颜色。

1、导入政区面图层并使用脚本填充不同的颜色。

在Illustrator中新建文档,使用MAPublisher导入面省界的GIS数据图层,该图层包含81个县级市政区面,导入后每个面为默认的黑色描边和白色填充,可以把描边去掉。然后使用Premedia Systems的WOW! Artwork Colorizer脚本(本文后附该脚本的下载及安装说明),选择“文件——脚本——WOW! Artwork Colorizer”,在弹出的脚本对话框中,选择默认选择No Colors(new colors will be created from scratch),该选项将随机创建新的不同颜色,并在色板当中存储颜色组。

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2、创建或选择一个颜色组

上面的颜色有点太多,我想使用有限的几种颜色来配置这些政区面,这时我们可以在色板窗口中自已创建颜色组,也可以借助MAPublisher内置的ColorBrewer制图颜色,该颜色系统中的三大类分别适用于不同类型的专题图。我选择其中的Qualitative CMYK大类中的Pastel2中的一个颜色组,其中的颜色相对比较淡,如果想使用同一种色系的话,可以选择Sequential大类中的颜色组。点击相应的颜色组后,将自动添加的色板窗口中。

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3、使用选定的颜色组重新着色图稿

选择县级市图层中的所有对象,双击色板窗口中相应颜色组左边的文件夹图标,将显示“重新着色图稿”对话框,与此同时,软件自动对所选的政区面对象使用该颜色组中的颜色重新着色,如果我要精确的使用颜色组中的颜色,而不变换色调,可以在左侧的“当前颜色”列表中任一行右侧”指定着色方法”下拉箭头,然后从下拉列表中选择“精确”,如下图所示,列表最下面的黑色需要单独指定一种颜色。

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这样,就使用有限的几种(本示例为8种)颜色重新给所有政区面进行了配色,而且基本能做到相邻的政区面颜色不一致。如下图所示:

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如果后面你要改变主意,想重新编辑颜色,可以选择政区面对象后,选择“编辑——编辑颜色——重新着色图稿”重新进行重新着色图稿对话框,点击编辑tab页,可以单独或统一将颜色圆圈向圆心移动或向外移动来减淡或加深颜色,也可以往颜色组里增加颜色(单击“添加颜色工具”图标)或减少颜色(单击“移动颜色工具”),当完成颜色编辑后,你可以保存或另存为新的颜色组。

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附件下载:


wow!_scripts.zip

Global Mapper在线数据源集成USGS 3DEP数据

Global Mapper新的在线数据源提供全美国高分辨率高程数据服务

3D高程计划(3DEP)是USGS发起的一项工作,旨在收集和处理LiDAR数据并将其连同其衍生产品一起公开提供。现在免费提供3DEP高程数据(DEM)以及几个补充栅格图层,可以供Global Mapper 20.0及更高版本的用户使用。3DEP服务由来自许多不同来源的数据组成,其水平分辨率高达1米。

为了说明数据的质量,以下屏幕截图将左侧的3DEP数据与相同覆盖区域的10米国家高程数据集(NED)进行了比较。

Fort George, Castine, Maine
Bradbury Mountain State Park, Maine
Acadia National Park, Maine
Near Lake Arthur, Louisiana
Grand Tetons National Park, Wyoming. Rendered with a Customer Shader
Zion National Park, Utah
Point Loma, San Diego, California. Rendered with the Slope Shader

如果当前使用的是Global Mapper的20.0版本或更高版本,则可以访问“在线数据源”列表中的3DEP数据。导航到“地形数据”部分,然后选择“ USGS 3DEP高程”。

有关3DEP当前状态和未来计划的更多信息,请访问www.usgs.gov/core-science-systems/ngp/3dep

使用Global Mapper进行无人机处理

无人机拥有量的快速增长给一些潜在的飞行员带来了一个有趣的困境。购买了硬件并收集了一些数据后,许多人通常不清楚它们到底可以做什么?在过去的几年中,我参加了几次针对无人机的贸易展览,我经常被问到的一个问题是:“我可以使用Global Mapper做什么?”答案:很多事情。

  • 制定初步飞行规划

在按下启动按钮之前,最好对项目区域进行虚拟勘查。附近有什么可能的障碍物,地形特征是什么,附近有没有建筑物或其他设施可能会有阻碍飞行,覆盖面积是多少?通过将相关数据加载到Global Mapper中并进行一些基本的飞行前分析,可以回答这些问题以及更多问题。软件内嵌的免费在线数据服务包括高分辨率的航空影像、数字高程模型(DEM),航空图和地形图。Global Mapper的绘图工具可用于勾勒项目现场的范围,以确定覆盖范围,并起草初始飞行计划以优化数据采集过程。所有这些数据都可以传输到运行Global Mapper Mobile的iOS或Android设备,以便对飞行计划参数进行现场检查。

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Global Mapper中免费提供的在线数据服务包括高分辨率的航空影像,数字高程模型(DEM),航空图和地形图等。
  • 地理图像浏览

无人机的最基本功能之一就是拍照,正如我们将在下面讨论的那样,在有足够重叠的情况下,可以将这些图像处理为3D场景。在继续使用此高级功能之前,可以将图像本身作为像片点加载到Global Mapper中以创建地理相册。通过读取嵌入在图像文件中的坐标值,每张照片的拍摄位置均在地图视图中用相机图标表示。使用Global Mapper的“要素信息”(Feature Info)工具,点击像片点将使用计算机的默认图像查看器显示每张照片。在3D查看器中查看时,相机图标将显示在地面上方,从而显示每张图像拍摄时精确的无人机高度。

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可以将图像本身作为像片点加载到Global Mapper中以创建地理相册。通过读取嵌入在图像文件中的坐标值,每张照片的拍摄位置均在地图视图中用相机图标表示。

  • 3D重建

从Global Mapper的19版本开始,Pixels-to-Points工具已集成到可选的LiDAR模块中,该工具可用于分析一系列重叠的图像以创建环境的3D场景。这个强大的组件可识别多张照片中像素的重复特征,并采用摄影测量的基本原理来确定相应表面的三维结构。尽管底层技术原理非常复杂,但用户的体验却非常简单,继承了Global Mapper简单易用的特点。只需加载图像,为相机系统应用必要的设置,如果需要可添加地面控制点,单击“运行”按钮,然后等待其创建高密度点云,并可在需要时同步创建3D模型。像素到点工具的功能将无人机获取的简单图像文件转换为可用于无数3D分析过程的数据。

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像素到点工具的功能将无人机获取的简单图像文件转换为可用于无数3D分析过程的数据集。
  • 正射影像制作

上述点云生成过程的一个副产品是创建正射影像的选项。正射影像定义为栅格图层,其中每个像素的坐标在地理上都是正确的,正射影像是通过将点云中的RGB值网格化而生成的。鉴于其内在的准确性,此2D图像层可用于精确测量或用作数字化或绘图操作的基础图层。

  • DTM创建和地形分析

如前所述,像素到点功能生成的点云可作为Global Mapper中众多分析过程的数据源。与任何未处理的数据集一样,在着手任何有意义的工作流程之前,需要进行一些质量检查,清理和处理。幸运的是,该软件提供了大量的编辑和过滤选项,包括噪声点去除、空间裁剪、地面点识别和自动重分类。分类出代表地面的点后,将使用网格内插工具来创建数字地形模型(DTM),该模型是描绘地面的3D栅格图层。反过来,此地形层可用于创建自定义等高线、计算体积、划定分水岭、进行视线/视域分析,以及在有先前创建的DTM情况下,则可以进行地形变化检测。

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Global Mapper可以从点云数据生成数字地形模型(DTM)
  • 视频回放

除了捕获静止图像外,大多数无人机还配备了必要的硬件来记录视频。除了简单的娱乐用途之外,此功能还适用于建筑物或资产检查,战略侦察,林业检查以及在其他需要远程视角的其他情况下使用。Global Mapper包括一个嵌入式视频播放器,它将在地图窗口中显示无人机的相应位置的同时播放此录像。位置的确定是根据飞行过程中记录的轨迹文件中记录的每个顶点的时间戳得出的。将该文件加载为线路特征并将其与相应的视频文件关联后,可从Digitizer的右键菜单中启动播放。

  • LiDAR处理

不久之前,由于所需设备的尺寸和重量,人们普遍接受激光雷达的采集只能使用有人驾驶飞机进行。这个简单的事实导致了LiDAR收集过程的高成本和物流方面的挑战。如今,LiDAR设备的小型化已达到许多大型无人机的有效负载能力之内。鉴于飞机的飞行范围有限,无人机收集的LiDAR仅适用于小型的局部项目,但是它确实允许频繁地重新飞行项目地点,因此非常适合进行变化检测。Global Mapper以及随附的LiDAR模块提供了用于处理LiDAR数据的多种工具。如前所述,在创建用于地形分析的表面模型之前,可以对点进行过滤和编辑。与摄影测量创建的点云数据相比,LiDAR提供了更完整的非地面特征(如建筑物,电力线和树木)的三维表示。LiDAR模块提供了一组用于识别、重新分类点云数据和提取这些特征为相应矢量对象的工具。

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Global Mapper LiDAR模块提供了一组用于识别、重新分类和提取这些特征作为矢量对象的工具

从根本上说,无人机和地图有很多共同点。两者的目的都是为了提供对感兴趣区域的遥远的感知,并使我们能够看到数据中的空间分布和模式。因此,无人机的主要功能之一就是提供可用于创建地图和其他空间数据集的数据。Global Mapper非常适合此类工作流程,它提供了可供无人机操作员使用的大量工具。

(原文:David McKittrick,编译:陈春华)

LiDAR点云 & 摄影测量点云(PhoDAR)

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使用Global Mapper的“像素到点”工具创建的3D mesh 显示在2D和3D视图中

虽然LiDAR和PhoDAR都是3D点云格式,但是创建每种格式的过程完全不同。其采集(生成)过程的性质决定了数据的结构特征及其对特定应用的适用性。

在本篇博客文章中,我们介绍了两种采集方法之间的差异,以及其理想用途之间的一些不同。

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截图显示了Global Mapper中常规LiDAR数据以高程进行可视化的效果
LiDAR – 优势

  • 主动采集过程

点云中的每个3D点都是实时采集和处理的。

  • 多次回波数据

每个点都包含一系列有用的属性数据,包括回波强度,回波计数和分类信息(后期处理添加)。

  • 数据共享

数据结构已经标准化,为数据共享和互操作性提供了最佳条件。

  • 大区域测量

安装在飞机上的扫描仪可以相对较快地测量大面积的地理区域。

  • 紧凑型设备

与早期的LiDAR硬件不同,扫描仪现在相对紧凑,甚至可以安装在无人机上。

  • 地面(地形)探测

LiDAR可以穿透树叶和类似的障碍物,从而提供目标区域的完整3D表示。即使在森林茂密的地区,也可以进行地面探测。

  • 快速发展的技术

例如,Geiger模式LiDAR(相对于传统的linear模式LIDAR)可以提供100 / sqm或更高的点密度。

  • 精确性

这些点在理论上更准确,尤其是其高程值。

  • DTM生成

LiDAR是生成数字地形模型的理想之选,因为与摄影测量法不同,LiDAR可以“穿透”到地面。

LiDAR – 不足

  • 高成本

传统的激光雷达需要有人驾驶飞机来容纳必要的硬件。

  • 对飞行条件的敏感性

LiDAR采集需要极佳的飞行条件。飞机的高度和速度也会影响点密度。

  • 异常识别较差

原始LiDAR无法识别数据中的异常(例如飞行路径下方的鸟类)。

  • 处理不一致

遇到被错误分类的公开提供的LiDAR文件并不少见。

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左侧为摄影测量生成的点云,右侧为该基于该点云创建的3D模型
PhoDAR – 优势

  • 技术门槛低

这是一种使用成本低至万元的硬件创建点云的更便捷的方法。

  • 按需&多样化的采集方式

可以在相对较小的区域内按需采集数据,进行最少的预先采集规划。

  • 更高的点云密度

点密度通常比传统的LiDAR大很多。

  • 数据可分类

摄影测量点云虽然本身不是LiDAR,但可以应用分类,并且可以导出到las或laz文件。

  • 栅格赋色的点云

每个点都会自动继承相应图像的颜色。

  • DSM生成

因为它无法像LiDAR一样穿透植被,因此非常适合生成数字表面模型。

PhoDAR – 不足

  • 需要有特征要素(地物)

从图像获取点云需要在相应的区域具有明显的可见特征。

  • 要求表面纹理具有多样性

当图像的表面纹理缺乏多样性(例如沙漠地区或大型停车场的表面)时,摄影点云的生成效果不佳。

  • 需要充足的光线

与LiDAR不同,摄影测量法取决于充足的环境光线。生成点云需要清晰的图像,因此在弱光照条件下拍摄图像并不理想。

  • 不宜进行地表探测

摄影无法像LiDAR一样“穿透”树冠。

  • 阴影和天空不起作用

点云生成不适用于包含大阴影或大量天空的图像。

  • 精度取决于地面控制

除非在处理阶段使用了地面控制点,否则水平精度和高程值将不那么准确。

  • 覆盖范围通常有限

摄影测量点云的生成不适用于大面积覆盖区域。

  • 颜色不一致

由于各个图像色彩的变化(不平衡),整个点云表面的色彩通常不一致。

  • 需要更多的清理工作

反射性表面有时会在数据中引起更多的噪声点或异常,这就需要进行手动删除。电力线等更精细的要素可能不会像在LiDAR数据中那样显示。

LiDAR的理想用途

LiDAR是采集更大面积和更精细细节(例如电力线,管道和物体边缘)的数据的理想选择。它也是创建数字地形模型(DTM)的理想选择,因为传感器可以穿透植被,从而可以采集真实的地面点。

PhoDAR(摄影测量点云)的理想用途

摄影测量法是测量具有较少植被的较小区域的理想选择。由于摄影测量法无法像LiDAR那样穿透植被,因此通常更适合于生成数字表面模型,而不是地形模型。

适合LiDAR和摄影测量的理想软件

无论选择哪种点云生成方法,都可以使用 Global Mapper 和 LiDAR模块 来高效地处理成果数据。其广泛的编辑、可视化和分析工具的包括点云编辑和过滤、DTM或DSM创建、特征提取、等高线生成、体积计算等。