【AI制图技术】MAPublisher栅格套合与配准方法

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在地图制图中,经常需要叠加背景栅格数据(如影像、地表覆盖、地形晕渲等)。这些栅格数据可能带坐标信息(如Geotiff/tfw),也可能不带坐标信息(如JPG/PNG),今天给大家分享的是,在Adobe Illustrator中,使用MAPublisher进行栅格数据与矢量套合与配准的几种方法。


注意,MAPublisher不能对栅格数据进行投影转换,如果需要进行栅格的投影变换(栅格与矢量的投影不一致),可以借助第三方软件,或基于Photoshop的Geographic Imager软件。

观看视频请点击:这里

如果大家在软件使用过程中有遇到的任何问题,无论是关于MAPublisher / Geographic Imager,还是Adobe Illustrator / Photoshop,欢迎跟我们交流反馈,我们将挑选出共性问题,整理出来分享给广大制图用户,共同进步。

如果您有收获,欢迎分享。

Illustrator基本线条填充图案的制作

从本期开始,我们将不定期发布一些关于Adobe Illustrator(AI)和MAPublisher制图技术的视频,这些制图技术都是我们的用户在使用AI及MAPublisher进行制图生产中提出的问题,这些问题有大有小,因为具有共性,我们特地录制成制图技术视频,并逐步分享给大家。

今天给大家分享的是Illustrator基本线条填充图案的制作,相当于一种面符号的制作。在地图制作(专题图比较多)中有时需要用到线条填充来突出表现区域,本视频介绍了采用illustrator图案选项面板制作基本线条填充图案,以及图案的编辑和变换(旋转、缩放)等操作,可以用于地图的面域可视化表达。

Illustrator基本线条填充图案的制作

希望大家在软件使用过程中有遇到的任何问题,无论是关于MAPublisher / Geographic Imager,还是Adobe Illustrator / Photoshop,欢迎跟我们交流反馈,我们将挑选出共性问题,整理出来分享给广大制图用户,共同进步。

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在Global Mapper中使用NEXTMap全球高精度DSM/DTM数据

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数据覆盖范围(持续更新中)

全球DSM覆盖范围(黄色代表1米覆盖,绿色代表6米覆盖,红色代表10米覆盖,10米为全球覆盖)nextmap for global mapper coverage-DSM.png全球DTM覆盖范围(黄色代表1米覆盖,蓝色代表6米覆盖,红色代表10米覆盖)nextmap for global mapper coverage-DTM.png中国及周边地区DSM数据覆盖情况中国及周边DSM覆盖情况.png中国及周边地区DTM数据覆盖情况中国及周边DTM覆盖情况.png

样例
北京6米DSM/DTM效果
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北京城区洪水分析(水面高为50米)洪水淹没分析(50米).png香港维多利亚港周边6米DSM/DTM效果香港DSM-DTM-final.jpg广西桂林6米DSM/DTM效果桂林DSM-DTM6M-final.jpg内蒙古锡林郭勒盟DSM/DTM效果(10米)内蒙古锡林郭勒盟10M-final.jpg

NEXTMap Vs SRTM
以下我们以湖南衡阳地区,缩放到不同的比例尺下,对比NEXTMap与开源的SRTM数据的对比截图:(显示比例尺约为1:74万)(显示比例尺约为1:24万)(显示比例尺约为1:14万)

【AI制图技巧】使用不透明蒙版实现注记压盖效果

地图制图中处理注记压盖是一种很常见的情况,一方面通过注记的摆放来避免压盖(虽然这种工作大部分由人工来完成,借助软件工具,如MAPublisher LabelPro模块可以大幅提高注记配置的效率),另一种很常见的处理是当注记压盖线状地物或背景影像或晕渲时,为了使注记的可读性更强,给注记创建“光晕(Halo)”或“挖空效果(Knockout)”(作者注:这里我不知道确切的专业术语是什么,英文中分别叫Halo和Knockout),如下所示:

画板 1-80.jpg

有几种方式来实现上述效果,每一种都有相应的局限(包括后面我将要展示的这种)。最常见的两种做法,一是剪断被注记压盖部分的线状地物(最传统的方式),这种做法的主要弊端是破坏被剪断的对象,如果注记位置变了,不能复原被剪断的对象(除非对原来的对象有备份图层,或者重新导入,耗时耗力);另一种是给注记添加光晕效果(halo),当注记的背景面只有一种颜色的时候这是一种很好的方式,但是当注记下面有多个背景颜色的时候不太理想。如下图所示:

haloes.png
(图片来自网络)

下面我们将介绍另一种做法,那就是使用Illustrator中的不透明蒙版。

如果您是MAPublisher用户,软件中有一个非常简便的功能来实现,不用深究其中的实现原理,MAPublisher工具中有一个“创建挖空(Knockout)”(这里的“挖空”翻译不确定是否准确,如果您有更好的建议,请留言或邮件告诉我们)的功能,下图即为上面等高线注记压盖效果的设置:

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批注 2020-03-02 095545.png

对话框上面的图层是指被“挖空(打断)”(引号指并非实际剪断)的图层,挖空图层指注记所在的图层,然后就是设置缓冲距离,非常简单高效,也可以随时覆盖之前创建的挖空,同时还可以设置“打断”部分的透明度。如果您想知道其中的实现原理,请继续往下看,也开始进入到本文的重点,我们来剖析一下不透明蒙版是如何实现Knockout效果的。

关于不透明蒙版

类似于Photoshop中的图层蒙版的概念,在Illustrator中,我们可以给图层或对象创建不透明蒙版,然后对蒙版图层设置不同的形状和色调来控制对象的显示/隐藏和不透明度,这里如果您对Photoshop的图层蒙版没有概念,可能有点不太理解,没关系,我们将通过实际操作来讲述来阐述。

下面的示意图,我们可以将圆形作为蒙版对象,其不同的色调可以控制其覆盖的线对象相应部分具有不同的透明度效果。

circles.png

从上图可以看出,我们可以通过创建蒙版设置对象不同部分的透明度(如果蒙版是渐变的,那么关联图层/对象的不透明度也是渐变的),但是不会破坏对象本身,在我们需要的时候还是可以将其显示出来,只是不可见而已。

我们以上面第一幅图中的等高线注记为例(注意压盖只是针对等高线,而没有针对背面面色),讲述一下具体的实现过程。

注意,我们通常理解的“透明”,英文称为transparency,而Illustrator中(Photoshop也是)很多地方用的是其反义词——“不透明”,英文称为opacity,两者实质上是一样的,只是从相反的维度来看的(至于为什么要这样非要设置不透明度,我目前也还不太清楚)。另外,Illustrator中有两种蒙版,一种叫剪切蒙版,另一种就是我们本次主要要讲的不透明蒙版。

首先,我们要建立不透明蒙版。先选中注记图层对象(如果一类注记都在同一层的话,选中那个图层,通过点击图层面板相应图层右边圆圈图标右侧的空白部分,或者按住Alt键单击图层名称),然后按住Ctrl+C 将选中注记对象复制到剪贴板,稍后我们要用到这些注记。

批注 2020-03-02 233250.png

现在,找到等高线图层,这个是我们要创建“挖空”的图层,也就是要建立不透明蒙版的图层,然后单击图层的外观图标(即图层名称右边的小圆圈图标),这个告诉Illustrator,我们将设置整个图层的外观属性,比如改变图层的透明度,这里如果您对Illustrator的外观面板不太熟悉的话,可以参考之前的文章“【AI制图技巧】外观面板的应用”。

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然后,打开透明度面板(“窗口——透明”),如下图所示,左边的方框显示整个图层的缩略图,右边目前是灰色的显示一个无任何东西的符号。

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双击右边方框,或者单击“制作蒙版”按钮。右边方框变成黑色,“剪切”复选框选中,图层中的所有对象都将“消失”,同时图层面板显示“图层(不透明蒙版)”

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这样,我们给等高线层建立了不透明蒙版,它的原理如下:这是一种特殊的图层(类似于隔离模式),与实际的等高线图层并列存在,用于告诉Illustrator该图层哪些部分透明,哪些部分不透明,或部分透明。如果不透明模板的某些区域设为黑色,Illustrator会将对应的实际图层相应区域的对象设为不可见,如果不透明模板的某些区域设为白色,Illustrator会将对应的实际图层相应区域的对象设为可见,如果将不透明模板的某些区域设为黑色与白色中间的颜色,Illustrator会将对应的实际图层相应区域的对象设为部分可见。

现在,不透明蒙版完全为黑色,因此与之对应的图层(等高线)完全不可见,单击“剪切”复选框不选中,蒙版变为白色,相应的等高线图层完全显示。

下面我们要进入到蒙版图层,按住Alt同时单击蒙版(右侧方框),画板上的对象将消失,我们将在蒙版上创建一些黑色区域来隐藏相应区域的等高线,这里我们将用到前面拷贝的注记对象,按住Shift+Ctrl+V,或者“编辑——就地粘贴”,将注记对象拷贝到蒙版图层,这样将在实际注记对象的位置进行粘贴,我们需要用粘贴的注记来隐藏相应部分的等高线。

我们可以将蒙版图层的注记添加黑色描边,并将描边宽度设为2mm(这里设置的比较宽是为了将注记下方的等高线完全隐藏,因为注记线划中间的空隙需要完全填充),同时将描边的边角设置为圆角连接,如下图所示:

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最后,单击不透明蒙版面板左侧的方框,恢复到正常的显示模式,我们可以看到等高线下方的等高线隐藏了!而下方的绿色背景图层不受影响。这是由于我们创建了注记形状的蒙版,并适当的进行了外扩。

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需要注意的是,我们做了两份注记拷贝,其中一份是真实的注记,另一份是用于不透明蒙版,如果我们将注记移位的话,其对应的蒙版不会跟着移动,如下图所示,需要重新建立一次,这样我们也就理解了MAPublihser“创建挖空”功能的原理。同时注意,对于不同的图层,需要分别创建不同的不透明蒙版。

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我们再向前进一步,如果将不透明蒙版层的注记设置为灰色描边,那么将得到半透明的效果,就如MAPublisher创建挖空功能可以设置不透明度一样,如下图所示:

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上面这种方法就是Illustrator的方式,虽然比MAPublisher步骤要多一些,如果熟练掌握的话,其实也非常方便快捷,也能实现一些特殊的效果,如下图的水体背景使用了一种渐变的不透明蒙版。

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总结

Illustrator作为矢量图形软件的标准,使用户能够实现无限的创意设计,MAPublisher建立在Illustrator平台之上,在制作精美地图的前提下,以提高地图制图的精度和效率为目标,在Illustrator中嵌入了强大的GIS功能,同时开发了数十种专门针对地图制图的功能,本文以其中的创建挖空实现注记的压盖处理应用为例,剖析了Illustrator不透明蒙版的实现步骤,让我们明白了其中的实现原理。我本人虽然是测绘GIS专业出身,但逐渐成了一个Illustrator/Photoshop谜,我希望能通过不断的学习,传播一些地图制图的方法和技能。后面我们将继续探索Illustrator外观面板和不透明面板之间的结合,实现一些意想不同的制图效果。

【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

有兴趣获取本视频教程的用户,请点击”注册“后即可收到下载链接。

【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

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。

风电设计项目中的移动地图应用

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Joerg Beland是BayWa r.e Wind的运营副总裁,该公司是BayWa r.e.集团的一部分,是全球领先的可再生能源开发商,服务提供商,运营商,和能源解决方案提供商,位于圣地亚哥地区。该公司提供端到端的项目解决方案,包括初步计划,项目开发,总承包建设以及持续的运营和资产管理。这些项目在规划和物流方面是具有挑战性的项目,因为它们通常位于可能难以到达的偏远地区,并且没有可靠的互联网或蜂窝服务。

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如Beland所知,风力开发尤其具有挑战性,因为有许多因素需要考虑-将涡轮机放置在何处以实现最佳生产,人员及设备如何通过电缆、新建道路等基础设施访问涡轮机。设计这些项目需要进行迭代的建模和现场评估过程。

在发现Avenza Maps Pro应用之前,项目现场若有相关的更改或偏差时,会使用纸质地图、GPS设备、照片和大量的笔记。后来,几年前,一位行业顾问向Beland介绍了该应用程序。即使存在网络连接问题,Avenza Maps Pro仍可帮助简化有关项目站点信息的收集、验证和更新过程。

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现在,组织中的几个人都在使用Avenza Maps Pro,其中包括项目设计师,他们带着装有地理参考地图的应用程序前往潜在的项目现场。地图上显示了设备和服务的规划位置和实际位置,让设计者可以轻松定位。然后,设计人员可以使用Avenza Maps Pro中的测图工具附加照片,添加更多要素,测量距离和面积并在地图上进行修正。从野外现场返回后,更新的地图信息可以从应用程序中导出,并用作公司建模系统的反馈。

“去现场并验证建模软件提供的建议涡轮位置对于确认现场真实性是非常必要的一步” Beland说,“如果没有这一步,我们将无法准确了解所有其他涡轮机位置的影响。对于项目开发而言,这是极其重要的。”

Beland估计,以这种方式使用Avenza Maps Pro可以节省许多工作时间,并减少了由于必须依靠记忆以及不连贯的笔记和照片而导致的错误和不确定性的风险。此外,人们对用于设计项目的建模工具的信心增加了,减少了检查和重新检查信息所需的延迟。