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倾斜摄影三维实景应用技术核心揭秘三--多元数据融合

发布时间:2015.04.29 09:47      来源:赛迪网     作者:赛迪网

【赛迪网讯】随着科技的进步,人类对于再现真实世界的需求不断变得强烈,倾斜建模技术以势不可挡的趋势在全国各地如火如荼的展开。对于倾斜摄影的一些陈旧概念仍然停留在“倾斜模型事实上就是带有TIN作为高程背景的影像”。而从空间地理信息产业的未来发展趋势来看,革命性的观点认为倾斜摄影自动建模是一系列革命性的三维建模技术的开端,该技术的出现使三维GIS大规模爆发成为可能。倾斜模型恰恰是三维GIS从量变到质变的转折点,是开启三维GIS崭新篇章中重要一环。

图 1 全要素城市三维

Skyline作为全球唯一可以自动生产倾斜摄影实景三维数据,并且提供实景三维地理信息增值服务的厂商,在对于倾斜模型的后处理技术上,Skyline一方面致力于倾斜模型的全要素、多方面三维对象化应用,实现三维模型对象化管理;一方面充分考虑倾斜模型的后续应用场景,针对不同硬件条件、不同应用终端、不同业务领域提供高效的、可靠的、稳定的三维模型服务。Skyline旗下的倾斜模型生产工具PhotoMesh,与空客防务的街景工厂是目前全球仅有的几家可以对倾斜影像进行自动加工处理,实现自动批量建模的供应商。输出的实景三维模型可以生产为通用的OSGB格式。

Skyline并没有采取最简单易行的直接读取OSGB数据的方法,而是站在一个更高的技术层面,面向后续垂直行业应用、移动端互联网、汽车导航等领域,充分考虑倾斜实景三维数据的实际应用场景,深入研发了三维空间模型数据库(3DML)。一方面,该数据可以适用于在低带宽条件下将海量三维数据发布到客户端(包括移动端);另一方面,该数据将生产格式彻底转换为应用格式,实现倾斜数据各个行业应用的拓展延伸。

图 2 OSGB倾斜数据行业应用

针对倾斜模型,前两期我们已经分别阐述了倾斜模型后处理及应用过程中的两个核心功能——倾斜模型全要素精确单体化和倾斜三维空间模型数据库。本期我们将为大家讲述倾斜模型如何与多元数据无缝融合。

CityBuilder作为Skyline三维生产工具集当中的一个重要产品,它的主要处理对象不仅仅是倾斜模型,也可以是BIM设计模型和人工构建模型。最特别的是,CityBuilder还可以将倾斜模型、BIM模型、人工模型无缝集成在同一个三维空间模型数据库中,实现对城市实景的多元表达(图3)。这个意义在于一方面将城市已有的人工模型充分利用,实现倾斜模型与人工建模优势互补;另一方面将倾斜模型和BIM模型无缝融合,实现从室外到市内、从面模型到体模型的精细化管理。对于最终的应用系统来说,只需要接收三维空间模型数据库,而无需关注是何种类型的模型数据,非常易于管理;在业务应用层面,开发者可以在CityBuilder三维空间数据库上面构建各种业务应用,实现对智慧城市各个业务领域的覆盖。

图 3 CityBuilder中倾斜模型与多元模型融合处理

倾斜模型与传统人工模型——无缝融合,优势互补

在过去的几年,传统人工模型(粗模、精模、超精模)在三维GIS系统中的应用已经非常常见,很多客户手中都有大量的覆盖城市核心区域的人工模型。相比于倾斜模型,人工建模虽然存在不够真实、建模速度慢、人工成本高等缺点,但是超精细人工建模模型由于其结构精细、感官效果好等特点,深受规划等行业青睐。在倾斜模型大面积推广应用的过程中,如何充分利用客户手里的数据资源,不摒弃已有的人工建模模型,是值得大家思考的问题。

CityBuilder一方面可以单独对人工模型进行再处理,通过流方式优化,创建便于网络发布和移动端访问的三维空间模型数据库;另一方面,CityBuilder还可以将倾斜模型、人工模型创建生成为一个多数据源的、流优化的三维空间模型数据库,实现将倾斜模型和传统模型无缝融合,优势互补,使城市模型数据集美观与真实于一体,能够满足更多不同的需求。

图 4传统模型,范围有限,真实度差

图 5 倾斜模型,建模范围大,真实

图 6 倾斜模型与传统模型融合,满足精准行业需求

倾斜模型与BIM设计模型——有机组合,室内外贯通

BIM(Building Information Modeling建筑信息模型)是以建筑物的三维数字化为载体,以建筑物全生命周期(设计、施工建造、运营、拆除)为主线,将建筑物各个环节所需要的信息关联起来,所形成的建筑信息模型。基于BIM模型,可以方便的对建筑物内的所有对象进行三维空间表达。Skyline CityBuilder从6.6版本开始,可以直接支持BIM数据,通过将BIM模型转化为三维空间模型数据库,实现将微观的BIM单栋模型置于具有地理信息的三维场景中,并保留全部模型信息。通过BIM与倾斜模型的无缝融合,实现了测量-建筑-地理空间的互通,深入发掘数据的使用广度,产生了1+1>2的融合效应。3D GIS为BIM提供了新的基于地理信息的展示方式,BIM与倾斜模型的信息融合和交互,将环境信息与建筑信息统一起来,形成从户外到室内,从地上到地下空间的一体化地理空间场景,使得BIM 用户的应用从传统的BIM应用扩展到了BIM和3D GIS整合更加广泛和深入的应用。

图 7倾斜模型和BIM模型结合

倾斜模型与多元数据——完美集成,多元表达

CityBuilder不仅可以将人工模型、BIM模型和倾斜模型单独处理成相应的数据库,还可以将它们融合起来输出到一个统一的三维模型空间数据库中,通过不同的图层分别管理相应的数据。倾斜摄影建模技术与多元数据的无缝融合,不仅增加了三维展示的丰富程度,更重要的是将建筑微观信息与准确反映真实地理情况的倾斜模型置于同一参考下,从而实现智慧城市应用宏观与微观的相辅相成,室外到室内的连续贯通。

随着技术的发展,单一的数据获取手段必将被多元数据融合取代,智慧城市也将步入全要素时代。全要素三维智慧城市包含整个城市的综合数据,针对具体行业领域,这些数据应该能够按行业需求单独分层分类。使用CityBuilder将倾斜模型与多元数据融合,既保证了模型数据格式的统一、信息的全面,也能够方便的对城市信息进行分层管理。这种融合使智慧城市的应用无限扩展,形成完整的智慧城市信息化、智能化生态系统,促进智慧城市建设和可持续发展。

图 8 倾斜模型与多元数据无缝融合

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