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MapGIS倾斜摄影模型单体化的“动”与“静”

倾斜摄影三维模型是由连续的三角网通过纹理贴图组成,模型上各地理要素具有“一张皮”的特点

当前,新型智慧城市、实景三维中国建设正如火如荼,对三维建模数据的需求猛增,传统数字三维建模方法效率低、成本高,在实际的应用中具有一定的局限性,倾斜摄影自动化建模以其高精度、高效率、低成本等特性成为行业应用重要的空间信息支撑,然而倾斜摄影三维模型是由连续的三角网通过纹理贴图组成,模型上各地理要素具有“一张皮”的特点,无法单独处理、分析。而倾斜摄影模型大多数的应用都需要能对地物进行单独的选中、赋予属性、查询属性、空间分析等基本的GIS能力。这就需要对倾斜摄影模型进行拆分,即单体化处理。倾斜摄影三维模型单体化技术是倾斜摄影三维模型落地应用亟待解决的关键技术。

什么是单体化?

“单体化”指的就是每一个我们想要单独管理的对象,是一个个单独的、可以被选中的实体,可以附加属性,可以查询统计等等。只有具备了“单体化”的能力,数据才可以被管理,而不仅仅是执行查看。

单体化思路有哪些?

倾斜摄影模型单体化的方法主要有切割单体化和动态单体化。

1、切割单体化

切割单体化是用建筑物、道路、树木等对应的矢量面,对倾斜摄影模型进行切割,从物理上把连续的三角面片网分割开,实现单体化。该方法的优点是大面积切割快,缺点是预处理矢量面时间长,需要矢量面和模型严格套合,切割后的模型效果锯齿感较强;也可以通过人工干预,利用无人机倾斜摄影重新构建单个的三维模型,和人工建模类似,具有模型完美的优点,属于真正的单体化,当然对人工和周期有较高要求。

2、动态单体化

在三维渲染的过程中,动态的把对应的矢量面叠加到倾斜摄影模型上,类似于一个保鲜膜从上到下完整的把对应建筑等物体的模型包裹起来,从而实现可被单独选中的效果,称之为“动态单体化”。该方法只需要三维GIS软件和所运行的设备上支持该渲染能力即可,而且套合后的模型边缘和显示器屏幕分辨率一致,效果较好。而且由于该方法是将矢量面和倾斜摄影模型结合,因此可以充分发挥GIS平台的各项能力。

MapGIS的倾斜摄影模型单体化

MapGIS结合大量技术创新和应用实践,综合考虑当前主流倾斜摄影单体化思路,推出倾斜摄影单体化相关功能,包含静态单体化与动态单体化。

1、静态单体化

实景三维倾斜摄影数据常用格式为OSGB,OSGB数据以瓦片的形式保存三维模型,三维模型被分为一个个瓦片(Tile),每一块数据包含若干层多细节层次(LOD)数据,由最精细一级开始,经过简化生成上一级LOD,最粗一级LOD保存为单个OSGB文件。每个OSGB瓦片文件都存储了模型的贴图和结构信息,结构信息以TIN(不规则三角网)形式存储。

倾斜摄影单体化是使用矢量区分割倾斜摄影数据中指定LOD级别的数据,得到单体化模型数据的功能。

针对实景三维中国实体化的需求,MapGIS 提供倾斜摄影数据静态单体化功能,首先通过倾斜摄影数据,生成正射影像,通过影像半自动提取工具,提取建筑物轮廓,然后通过单体化工具,实现倾斜摄影模型对象的单体化提取。同时MapGIS支持对单体化后的倾斜摄影数据与矢量数据建立动态属性关联,实现模型数据的属性查询和空间查询。具体流程如下图:

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2、动态单体化

MapGIS倾斜摄影动态单体化支持添加多个矢量图层进行查询,支持设置单体化属性关联字段,并可根据需求增删字段,关联对应矢量数据的属性字。通过将二维矢量面和三维倾斜摄影模型结合,可以充分利用矢量面数据模型的空间查询和空间运算能力,支持更为强大的二三维一体化的 GIS 应用。

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MapGIS已将倾斜摄影模型单体化功能集成至MapGIS 城市信息模型(CIM)平台、MapGIS三维场景建模工具等工具产品中,让倾斜摄影建模数据摆脱只能看不能管的窘况,并且MapGIS将持续深挖该项技术,不断提高倾斜摄影模型单体化效率、建模效果以及GIS数据分析能力,更好地满足当前实景三维中国、新型智慧城市、数字孪生城市建设以及精细化城市部件级别的单体化提取等需求。

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中地数码MapGIS

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生于GIS,长于GIS,专注地理信息产业时事动态、新技术研究传播。

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