三維GIS如何對接傾斜攝影建模成果？

時間：2017-11-24作者：江蘇啟飛應(yīng)用航空科技有限公司瀏覽：54

三維GIS如何對接傾斜攝影建模成果？江蘇啟飛三維gis傾斜攝影建模

近年來，傾斜攝影技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展、應(yīng)用和推廣，已經(jīng)從一個舶來的新概念發(fā)展成為一項大家都耳熟能詳?shù)募夹g(shù)。但是，關(guān)于傾斜攝影的相關(guān)知識你可能還有很多需要了解，比如，為了讓傾斜攝影技術(shù)落地應(yīng)用，三維GIS如何對接傾斜攝影建模成果？

首先，我們分享一下目前市場上三種基于傾斜攝影建模的技術(shù)及相關(guān)模型數(shù)據(jù)類型：

建模工藝一
**種建模工藝是由傾斜攝影提供模型紋理、由機(jī)載雷達(dá)構(gòu)建模型骨架，再通過適度的人工干預(yù)生產(chǎn)出傾斜攝影模型。目前了解過具備這種建模工藝的數(shù)據(jù)廠商有：武漢華正、東方道邇及中科遙感。

這種工藝的成果數(shù)據(jù)，模型本身就是單體對象化的，骨架也比較平整，在適度人工干預(yù)后，模型的整體效果也非常不錯，常見的一些格式有*.obj、*.max等。

可能有人會說，這種成果數(shù)據(jù)只有模型，沒有地表。

其實不然，在該工藝流程下，地表有兩種生產(chǎn)方式：
（1）用相同方式構(gòu)建地表模型
（2）用地形加影像（DEM+DOM）代替地表模型

建模工藝二
*二種建模工藝是自動化建模方式：只通過傾斜攝影獲取的多視角影像來生產(chǎn)模型。

按照這種建模工藝生產(chǎn)的模型成果是我們經(jīng)常提到的Mesh（三角網(wǎng)）模型。目前我們在中國市場接觸過的自動化建模軟件有六款，分別是：街景工廠、Smart3DCapture、Altizure、PhotoScan、Pix4D、無限界。

這種建模方式有兩種輸出模型的方式：
一種是不分層分塊（不包含PagedLod信息）輸出，只輸出較精細(xì)的模型文件；
一種是分層分塊（含PagedLod信息）輸出，通過點云的多級簡化生成對應(yīng)層級的網(wǎng)格模型。

模型輸出的常見格式有osgb、dae、obj、s3c（Smart3D私有格式）、3mx(輕量級的開放格式)等。


這種模型較大的特點就是：所有的地表都是連在一起的，道路、模型、小品及其他附屬設(shè)施都沒有被區(qū)分開。

此外，模型的數(shù)據(jù)量也非常大。具體表現(xiàn)在：
（1）模型的三角面數(shù)量很多
（2）每個三角面對應(yīng)一張紋理，無重復(fù)貼圖
（3）具備多級LOD（Level of Detail，層次細(xì)節(jié)）

建模工藝三
*三種也是自動化建模，再通過修飾軟件進(jìn)行人工修飾。修飾的細(xì)節(jié)包括：模型的骨架變形、建筑物底部紋理的遮擋等。修飾后的模型成果不破壞自動化模型成果的結(jié)構(gòu)。目前我們知道的軟件有天際航的DP-Modeler。
 
現(xiàn)在問題來了：對于這三種不同數(shù)據(jù)生產(chǎn)方式，三維GIS平臺如何實現(xiàn)良好對接？

1、對于已單體對象化的模型數(shù)據(jù)，對接起來比較簡單，可提供兩種方式：

①直接導(dǎo)入入庫
目前支持的格式包括： osgb/osg; obj; 3ds; x; fbx; dae等；可以單個對象導(dǎo)入，也可以以點集+模型的方式批量導(dǎo)入；如果是其他模型格式，中轉(zhuǎn)為上述其中一種模型格式即可。

直接導(dǎo)入入庫

②使用max插件中轉(zhuǎn)入庫
在Max軟件上開發(fā)插件，用max軟件打開模型數(shù)據(jù)，通過插件中轉(zhuǎn)入庫。


max插件

2、對于已經(jīng)分層分塊（即帶有PagedLod信息）的模型數(shù)據(jù)，對接方式有如下三種：

? 直接加載
利用模型原生的PagedLod信息直接加載，通過簡單生成配置文件即可完成對接，能快速看到模型效果，數(shù)據(jù)較新也比較方便。
? 導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫或者大文件
把分層分塊的模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫或者大文件，能解決碎文件過多的問題，便于文件管理和拷貝。
? 重組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
重新組織數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，變?yōu)閮?nèi)部私有格式，只需要模型成果的精細(xì)層數(shù)據(jù)，依據(jù)分類數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行切割，同時自己創(chuàng)建模型的LOD。這種處理方式丟棄掉自動化模型原生的LOD信息，重新構(gòu)建自己的LOD，在瀏覽過程中往往會出現(xiàn)過度不平滑的現(xiàn)象，影響視覺效果（相比原生的LOD，原理有本質(zhì)的區(qū)別）。

在對具體模型格式的支持上，自動化建模軟件往往能輸出多種模型格式，既有私有格式，也有公開的交換格式，包括osgb、dae、obj等。

在這里我們選擇osgb格式作為主要的支持格式，原因在于：
（1）支持主流自動化建模軟件
（2）有開源庫的支持，格式公開透明
（3）是二進(jìn)制格式，性能有**
 
同時，我們也支持把osgb文件保存到MongoDB數(shù)據(jù)庫或者大文件中。
 
自動化建模成果包括：分層分開的和未分層分開的兩種。對于未分層分塊的傾斜模型數(shù)據(jù)，由于不具備LOD，數(shù)據(jù)量稍大后在三維GIS中的性能往往難以保證；或者建模編輯軟件中**行物理切割，生成一堆小的模型后，再通過max插件或者桌面入庫，與切割單體化的方式類似。


直接加載的數(shù)據(jù)格式

加載方式也很簡單，根據(jù)XML文件我們讀取模型的位置參考點及坐標(biāo)系：


如何加載？生成sep索引文件

同時，SuperMap GIS支持傾斜攝影模型動態(tài)投影。從模型數(shù)據(jù)的配置文件中，我們可以看到該數(shù)據(jù)是投影坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)，以及模型的坐標(biāo)偏移值（中心點歸0）；


帶投影信息的索引文件

EPSG（The European Petroleum Survey Group）維護(hù)著空間參照對象的數(shù)據(jù)集，OGC標(biāo)準(zhǔn)中空間參照系統(tǒng)的SRID（Spatial Reference System Identifier）與EPSG的空間參照系統(tǒng)ID相一致，查詢相應(yīng)的投影參數(shù)，選擇坐標(biāo)系。

如果其他軟件不支持導(dǎo)出OSGB格式怎么辦？


PhotoScan生產(chǎn)的分層分塊數(shù)據(jù)

具體結(jié)構(gòu)如上圖所示，XML記錄了模型的樹型關(guān)系，采用四叉樹剖分，其中a.obj是較粗糙層數(shù)據(jù)，依次類推，次粗糙層b0,b1,b2,b3。這種數(shù)據(jù)類型，我們提供轉(zhuǎn)換工具，把obj格式轉(zhuǎn)換成osgb格式，然后再通過配置文件予以加載。


以上就是傾斜攝影模型成果與三維GIS平臺對接的內(nèi)容，無論是哪種數(shù)據(jù)類型，在對接的時候，首先要判斷模型數(shù)據(jù)的本質(zhì)，再據(jù)此選擇相應(yīng)的方式來加載。


江蘇啟飛應(yīng)用航空科技有限公司專注于*,**,*3D建模,*電力巡檢等

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