Aufbereiten eines Luftbilds für den Flugsimulator FSX/P3D

Hier werden Themen zu Luftbildern besprochen
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Christian
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Aufbereiten eines Luftbilds für den Flugsimulator FSX/P3D

Beitragvon Christian » Fr 26. Mai 2017, 16:27

Hallo zusammen.

Vermutlich sind an diesem Punkt schon einige Leute nicht weitergekommen: Man möchte sein akquiriertes Luftbild in den Flugsimulator so einbinden, dass es sich nahtlos in das bestehende Terrain einbettet.


Einleitung
In der Regel bestehen Luftbilder aus rechteckigen Kacheln und liegen, wenn sie von einer deutschen Behörde kommen, zumeist in der Projektion ETRS89-UTM32N/33N vor. Diese Projektion, die unter anderem die Erdkrümmung berücksichtigt und eine hohe Lagegenauigkeit hat, wird aber vom FSX/P3D bzw. deren Verarbeitungswerkzeugen, nicht unterstützt. Die einzige Projektion die der FSX/P3D unterstützt, ist die Projektion WGS84 oder auch EPSG Code: 4326. Neben diesen Projektionen gibt es noch viele weitere Projektionen, je nachdem für welchen Zweck das jeweilige Projekt ist.

So muss man die Daten zunächst reprojizieren, was mit den Mitteln der modernen Geodatenverarbeitung recht einfach ist. Wir nehmen in unserem Beispiel das frei zugängliche Programm QuantumGis. QuantumGis, kurz QGIS, ist eine so genannte GIS-Software - das "GIS" steht für Geographisches Informationssystem.

Diese Art von Software wird in allen Bereichen der modernen Geoverarbeitung verwendet, so auch in vielen wissenschaftlichen Bereichen. So kann man damit z.B. Überflutungsgebiete berechnen. Besonderes interessant ist diese Art Software für die Stadt.- und Landschaftsplanung. Der FSX und P3D sind mittels dieser Software aufgebaut. Neben dem kostenlosen QGIS gibt es auch professionelle Software, allem voran ArcMap von der Firma ESRI, siehe Bild 1 und 2:

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Bild 1: ArcMap: Lindau Bodensee - Bild 2: QuantumGis: Lindau Bodensee


Abschnitte
- reprojizieren von Luftbilddaten (von ETRS89UTM32N zu wgs84)
- aufbereiten der INF-Datei um das Luftbild zu resampeln
- erstellen eines Vektor-Layers um damit eine Blendmaske zu erstellen


Reprojizieren der Luftbilddaten von ETRS89 zu WGS84

Zunächst starten wir QGIS und speichern sogleich das Projekt unter dem Namen "mainz_etrs89". Menü -> Projekt -> Speichern als". In das noch leere Layerfenster ziehen wir nun das originale etrs89-Luftbild, siehe Bild 3:

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Bild 3: Das zusammenhängende Luftbild in der ETRS89-Projektion in QGIS


Sollte das Luftbild aus mehreren Kacheln bestehen, wenden wir zuvor den Befehl "Verschmelzen an: "Menü - Raster -> Sonstiges -> verschmelzen". Der Grund: es ist sehr viel einfacher zunächst mit einem zusammenhängenden Lufbild zu arbeiten, anstatt mit vielen kleinen Lufbildkacheln :)

Nachdem wir das ETRS89-Luftbild nun im Layerfenster gezogen haben und es im Hauptfenster zu sehen ist, können wir es mit nun in der Projektion WGS84 exportieren: Wir klicken im Layerfenster mit der rechten Maustaste auf das Luftbild und wählen "Speichern als ..." aus. Daraufhin öffnet sich der Export-Dialog in dem wir unsere Optionen setzten müssen. Dies ist ein wichtiger Schritt, die wichtigen Stellen sind rot-markiert, siehe Bild 4 und Bild 5:

Bild
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Bild 4 und Bild 5: Exportoptionen setzen und exportieren

Nachdem das Luftbild exportiert ist, können wir QGIS zunächst schließen.

Für einen ersten Test könnten wir das Luftbild resampeln - zwecks überprüfen der Lagegenauigkeit. Falls noch nicht geschehen erstellen wir eine neue INF-Datei, zum Beispiel mit Notepad und kopieren dort die folgenden Zeilen hinein:

[Source]
Type = TIFF
Layer = Imagery
SourceDir = "."
SourceFile = "mainz.tif"
Variation = March,April,May,June,July,August,September,October,November
ulyMap = 49.9915
ulxMap = 8.13504
xDim = 5.5154e-06
yDim = 3.6375e-06
NullValue = ,,,,0

[Destination]
DestDir = "."
DestBaseFileName = "mainz"
DestFileType = BGL
LOD = Auto
CompressionQuality = 100

*natürlich müssen der Dateiname und die Pixeldimensionen gemäß dem entsprechenden Projekt angepasst werden.

Frage: Woher bekomme ich "diese" Pixeldimensionen?
Antwort: Von QGIS selbst; unter Eigenschaften und im Reiter "Metadaten".

Dann speichern wir die INF-Datei unter dem Namen "mainz" und mit der Dateiendung "inf" -> mainz.inf. Mit Hilfe dieser INF-Datei und dem Luftbild können wird eine BGL-Datei kompilieren, welche dann vom Sim gelesen werden kann und im Simulator als Luftbild angezeigt wird, siehe Bild 6:

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Bild 6: Testweise kompiliertes Luftbild - die schwarzen Ränder werden später mittels Alphakanal ausgeblendet. Aber die Lage des Luftbilds stimmt schon mal :)


Erstellen einer Blendmaske mittels Polygon-Shapedatei

Wir starten QGIS und ziehen in das noch leere Layerfenster das exportierte WGS84-Luftbild "mainz.tif" und speichern zunächst das Projekt. Dieses Projekt dient für alle weiteren Arbeitsschritte.

Wir erstellen nun einen neuen Vektor-Layer auf Polygon-Basis, um damit unsere Blendmaske herzustellen: "Menü -> Layer -> Shapedatei-Layer anlegen. Im sich öffnenden Dialog ändern wir oben auf "Polygon" und wählen KBS=WGS84 aus, siehe Bild 7 und Bild 8:

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Bild 7: Via Menü einen Vektorlayer erstellen, Bild 8: Die Optionen für den neuen Vektorlayer einstellen

Anschließend klicken wir auf Ok und geben der Shapedatei den Namen "blendmaske". Mit klicken auf "Speichern" wird die neu erstellte Shapedatei dem Layerfenster hinzugefügt, siehe Bild 9:

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Bild 9: Neu erstellte Shapedatei mit dem Namen blendmaske.shp

Nun können wir unsere Blendmaske einzeichnen, der Fachausdruck ist allerdings nicht einzeichnen, sondern digitalisieren, das aber nur am Rande.

Wir schalten in den Bearbeitungsmodus (Bleistift) und können nun mit "Objekt hinzufügen" unsere Maske wie gewünscht einzeichnen. Mit Maus-Rechtsklick beenden wir das Einzeichnen des Polygons. Im sich öffnenden ID-Dialog können wir eine 1 eingeben, das ist aber für diesen Zweck nicht unbedingt notwendig. Nun schalten wir den Bearbeitungsmodus um (Bleistift) und klicken auf Speichern. Fertig ist unsere Blendmaske als Shapedatei auf Polygonbasis, siehe Bild 10:

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Bild 10: Fertig eingezeichnete Blendmaske als Shapedatei


Exportieren des maskierten Luftbilds als Alphakanal

Mit Hilfe der in QGIS eingebauten Clipper-Funktion können wir unser Luftbild mit eines Polygons wunschgemäß schneiden, das heißt, man kann so bestimmte Bereiche des Luftbilds entweder als Rechteck, oder wie in unserem Fall als irregulären (nicht rechteckigen) Polygon ausschneiden.

Zunächst markieren wir im Layerfenster "blendmaske" und wählen den Polygon im Hauptfenster aus und starten danach die Clipper-Funktion "Menü -> Raster -> Extraktion -> Clipper". Das setzten der richtigen Optionen im Clipper-Dialog ist sehr wichtig, auch der Text im unteren Eingabefeld muss stimmen!

Als Ausgabedatei nehmen wir den Namen "blendmaske". Als Ausschnittsmodus wählen wir "Maskenlayer", siehe Bild 11 und 12:

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Bild 11: ausgewählter Blendmaske-Polygon, Bild 12: Optionen der Clipper-Funktion

Nach dem setzten der Optionen und klicken auf Ok wird im Hintergrund das maskierte Luftbild als Tif-Datei exportiert und sobald der Export fertig ist, kommt der QGIS-Dialog "Verarbeitung abgeschlossen".


Einarbeiten der Blendmaske "blendmaske.tif" in das Luftbild "mainz.tif"

Dies wird der abschließende Schritt zur Aufbereitung eines Luftbilds mit Alphakanäle sein. Nach diesem Schritt kann das Luftbild resampelt werden und alle Bildinhalte, die im Luftbild nicht angezeigt werden sollen, werden mittels des Alphakanals 2 ausgeblendet:

Wir laden die beiden Dateien mainz.tif und blendmaske.tif in Photoshop. Bei der Datei mainz.tif klicken wir zunächst im Ebenenfenster mit der rechten Maustaste auf die Ebene 0 und wählen aus dem Drop-Downmenü den Befehl "Auf Hintergrundebene reduzieren" aus. Direkt danach wechseln wir zum Kanäle-Fenster und fügen dem Luftbild zwei Alphakanäle hinzu und füllen beide Alphakanäle mit der Farbe weiß (Shift+F5), siehe Bild 13 und Bild 14:

Bild
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Bild 13: Das Lufbild auf "Hintergrundebene reduzieren", Bild 14: In Photoshop 2 Alphakanäle hinzufügen - Alphakanal 1=Wassermaske, Alphakanal 2=Blendmaske


Nun wechseln wir zur Blendmaske blendmaske.tif und ziehen das ganze Bild in unser Luftbild mainz.tif herüber, um es dort als Vorlage für unsere Blendmakse zu nutzen. Zum leichteren Einpassen der Blendmaske blendmaske.tif empfiehlt es sich die Option "Ausrichten" einzuschalten, siehe Bild 15:

Bild
Bild 15: Zum besseren Einpassen der blendmaske.tif die Option "Anpassen" einschalten.

Das Ergebnis sollte so aussehen, siehe Bild 16:

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Bild 16: Korrekt eingepasste Blendmaske blendmaske.tif


Nun wählen wir das Zauberstabwerkzeug und arbeiten mit den Einstellungen "Glätten + Benachbart". Dann markieren wir mit dem Zauberstab den schwarzen Bereich der Blendmaske. Direkt darauf folgt der Klick auf Kante verfeinern - mit der weichen kante stellen wir sicher, dass sich das spätere Luftbild ohne erkannbaren Übergang in das Terrain der Simulators einbettet, siehe Bild 17 und 18:

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Bild 17: Mit dem Zauberstab aufgewählter schwarzer Bereich, Bild 18: weiche Kante einstellen


Dann wechseln wir mit markiertem Schwarzen Bereich in das Kanäle-Fenster und wählen den Alphakanal 2 aus und füllen den markierten Bereich mit der Farbe Schwarz (Shift+F5), siehe Bild 19, 20 und 21:

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Bild 19: Markierter Bereich, Bild 20: Bereich mit schwarz gefüllt

Bild
Bild 21: Alphakanal mit 3px Weiche Kante - durch die Weiche Kante fügt sich das Luftbild nahtlos in die Umgebung ein!

Abschließend wechseln wir zurück in das Ebenenfenster und entfernen die Ebene 1 (blendmakse.tif) und speichen das Luftbild mit der Tastenkombination STRG+S - das ist wichtig!

Das fertige Luftbild sollte nun so aussehen, siehe Bild 22 und 23:

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Bild 22 und Bild 23: Fertiges Luftbild mit zwei Alphakanäle


Im TMF-Viewer und Simulator sieht das resampelte Luftbild dann so aus:
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Bild 24: Fertiges 30cm-Luftbild im TMF-Viewer, Bild 25: selbiges Luftbild im Simulator - mit Blendmaske, einer Weichen Kante und bereits nachcoloriert.

Quellennachweis Luftbild: © GeoBasis-DE/LVermGeoRP 2017


*Wichtiger Hinweis: Es wird ausdrücklich empfohlen, aus dem Eingangsluftbild NICHTS zu löschen! Wenn man bestimmte Bereiche aus dem Eingangsluftbild ausblenden möchten, dann macht man das immer mit Hilfe des Alphakanals 2. Jeder angehende Geoinformatiker weiß noch vor seinem Studium: einmal gelöschte Bildinhalte sind weg, man kann sie nicht wieder herstellen :)
Lieben Gruß
Christian


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Re: Aufbereiten eines Luftbilds für den Flugsimulator FSX/P3D

Beitragvon Matthias W. » Sa 17. Feb 2018, 22:07

Hallo Christian,
das ist ein wirklich gutes Tutorial zu dem Thema, aber ich habe damit ein Problem.
Ich wollte ein Luftbild so in WGS84 speichern wie Du es beschrieben hast. Leider kommt bei mir immer dieser Fehler mit den Erzeugungsoptionen siehe Anhang.
Was mache ich falsch bzw. muss ich noch irgend etwas anders einstellen?

Grüße Matthias
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Speicherfehler.jpg (638.71 KiB) 2315 mal betrachtet

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Re: Aufbereiten eines Luftbilds für den Flugsimulator FSX/P3D

Beitragvon Christian » Sa 17. Feb 2018, 22:58

Hallo Matthias. Herzlich willkommen.

Es freut mich, dass Du dich des Themas Luftbildaufbereitung mit QGIS angenommen hast. Ein Luftbild ist die Grundlage für jede hübsche Szenerie.

Nun aber zu Deiner Frage
Da muss ich zunächst zurückfragen. Wenn Du bei der im Screenshot zu sehenden Meldung auf "Schließen" klickst, wird dann das Luftbild trotzdem erstellt?

Soweit ich mich erinnern kann, macht QGIS bei mir auch diesen Hinweis, aber den ignoriere ich dann einfach und klicke auf "Schließen". Danach wird das Luftbild dann trotzdem wunschgemäß gespeichert.

Aber da fällt mir noch was auf. Es geht um die Werte in der Zeile "Auflösung (aktuell: Layer)".
Dort müssten unter Horizontal/Vertikal andere Werte stehen, irgendetwas mit e-06 am Ende. Auch die Werte unter Spalten/Zeilen sind zu klein.

Ändern kann man das, indem man von ETRS25832 kommend auf KBS4326 wechselt und dann auf Anzeigeausdehung klickt. Danach sollten sich die Werte geändert haben und Du kannst wie gewünscht speichern. Probier das mal und melde Dich bitte ob es funktioniert hat.
Lieben Gruß
Christian


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Re: Aufbereiten eines Luftbilds für den Flugsimulator FSX/P3D

Beitragvon Matthias W. » So 18. Feb 2018, 09:12

Hallo Christian,
es wird schon eine Datei erzeugt,die aber kein Bild enthält. Wenn ich die mit Gimp öffne ist alles weiß. Ich werde Deine Lösungsansätze heute Abend gleich austesten und hoffe das es dann funktioniert.
Grüße Matthias

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Re: Aufbereiten eines Luftbilds für den Flugsimulator FSX/P3D

Beitragvon Matthias W. » So 18. Feb 2018, 20:08

Hallo Christian,
also ich habe es jetzt mal versucht,aber die Werte ändern sich nicht so wie Du es vermutet hast. Was mich auch beunruhigt, ist die Meldung (geladenes Legendenbild ist defekt).
Ich verstehe das Programm noch nicht so gut, kannst Du mir das mit dem Ändern von ETRS 25832 auf KBS 4326 genauer erklären? Wo muss ich die Werte ändern?
Grüße Matthias

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Re: Aufbereiten eines Luftbilds für den Flugsimulator FSX/P3D

Beitragvon Flugi » So 18. Feb 2018, 20:23

Schau dir mal das Tutorial Video von Christian an. Dort sollten alle Schritte ersichtlich werden.
Damit kam ich für meinen Flugplatz super klar.

https://youtu.be/7tpHhrihOpY




EDIT
Beitrag angepasst wegen Youtube-Video
Viele Grüße
Steffen Z.

Hui, Wäller? Allemol!

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Re: Aufbereiten eines Luftbilds für den Flugsimulator FSX/P3D

Beitragvon Matthias W. » So 18. Feb 2018, 23:15

Danke Steffen für den Tip mit dem Video. Ich habe das für meinen Datenserver in Thüringen ausprobiert. Leider funktioniert das so nicht bei mir. Beim Laden der DOP 20 kommt immer die Meldung das das Bild defekt ist. Aus Verzweiflung habe ich testweise alles mit dem Server aus dem Video versucht und konnte alles so machen wie im Video auch. Als ich dann aber die Test BGL erzeugen wollte hat die resample exe keine Bgl erzeugt.
Mein erstes Fazit. Irgend etwas stimmt mit meinem Geoproxy Thüringen nicht. Warum ich keine Bgl erzeugen kann weiß ich auch nicht.Die inf. Datei für's resamplen ist wie im Video auch
Grüße Matthias

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Re: Aufbereiten eines Luftbilds für den Flugsimulator FSX/P3D

Beitragvon Christian » Mo 19. Feb 2018, 00:14

Hallo Steffen und Matthias.

Habe den GDI-Th WMS Dienst gerade noch mal gecheckt. Es stimmt, der Dienst zickt etwas rum. Versuche doch mal bitte diese Adresse um den WMS-Dienst in QGIS einzubinden:

http://www.geoproxy.geoportal-th.de/geo ... metadaten&

Nach ein wenig hin und her hat QGIS den Dienst bzw die Orthophotos doch noch angezeigt. Eventuell muss ETRS89UTM32N (EPSG:25832) voreingestellt sein, bevor Du den Dienst lädst. Und eventuell musst Du weit genug in den Bildausschnitt hereinzoomen. Wie gesagt, irgendwie es hat dann doch noch funktioniert:

Bild

Nach dem herunterladen habe ich das Bild in Photoshop geladen. Auch hier alles okay:

Bild

Wichtig ist, dass wenn Du das Luftbild in ETRS89UTM32N herunter lädst, dass du es nach WGS84 (EPSG:4326) reprojizierst. Sonst akzepiert das Resample-Tool das Luftbild nicht. Das Luftbild muss zum resamplen immer in WGS84 vorliegen!
Lieben Gruß
Christian


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Re: Aufbereiten eines Luftbilds für den Flugsimulator FSX/P3D

Beitragvon Matthias W. » Mo 19. Feb 2018, 11:28

Hallo Christian,
ich habe das jetzt mal mit Deinen Einstellungen getestet. Ein Bild wurde auch erzeugt siehe Anhang aber ich kann es immer noch nicht resamplen. Das Speichern habe ich genau wie im Video erklärt gemacht aber es wird keine BGL erzeugt. Wie kann ich denn feststellen ob das Bild in WGS84 gespeichert ist?
Deine Erklärung ist so einleuchtend aber bei mir funktioniert es nicht ,das ist zum verzweifel. :cry:
Grüße Matthias
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Re: Aufbereiten eines Luftbilds für den Flugsimulator FSX/P3D

Beitragvon Christian » Mo 19. Feb 2018, 16:38

HAllo Matthias.

Irgendwie scheint da der Wurm drin zu sein. Hast Du Erfahrung im Umgang mit Skype? ich meine nicht die Videoübertragung via Webcam, sondern die Bildschirmübertragung innerhalb von Skype. Ich bin da sehr geübt drin und wir könnten - wenn Du möchtest - das in einer kurzen Session durchgehen. Es ist eine Sache von vielleicht 10 Minuten und danach weißt du ganz genau wie das mit den Einstellungen in QGIS und dem runterladen in WGS84 gemeint ist. Nur ein Vorschlag von mir :)
Lieben Gruß
Christian


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