微课堂 | 三维GIS如何对接倾斜摄影建模成果？

近年来，倾斜摄影技术经过不断的发展、应用和推广，已经从一个舶来的新概念发展成为一项大家都耳熟能详的技术。但是，关于倾斜摄影的相关知识你可能还有很多需要了解，比如，为了让倾斜摄影技术落地应用，三维GIS如何对接倾斜摄影建模成果？今天，超超君精心为大家推介一节“微课堂”，为你扫除脑海中的各种疑问！

微课堂简介

微课堂由全国倾斜摄影技术联盟发起的系列课程，邀请业内专家广泛参与，旨在帮助关注倾斜摄影技术和应用的人群答疑解惑，讲师主要以文字和图片的形式进行授课和讨论，每周一次，每次两小时左右（一般在20:00-22:00之间），同时通过多个微信群直播。

   今日主题三维GIS与倾斜摄影建模成果的对接

主讲人介绍

王博  北京超图软件股份有限公司 产品研发中心三部产品经理，7年GIS技术工作经验，多年从事倾斜摄影技术相关工作，具有丰富的倾斜摄影知识与应用经验，目前主要负责SuperMap GIS 倾斜摄影模块的相关产品，熟悉三维GIS 软件的设计与实用场景，是《超图倾斜摄影模型解决方案》 的主要作者。

 开！讲！

首先，我们分享一下目前市场上三种基于倾斜摄影建模的技术及相关模型数据类型：

建模工艺一

第一种建模工艺是由倾斜摄影提供模型纹理、由机载雷达构建模型骨架，再通过适度的人工干预生产出倾斜摄影模型。目前了解过具备这种建模工艺的数据厂商有：武汉华正、东方道迩及中科遥感。
这种工艺的成果数据，模型本身就是单体对象化的，骨架也比较平整，在适度人工干预后，模型的整体效果也非常不错，常见的一些格式有*.obj、*.max等。

效果图1

效果图2

可能有人会说，这种成果数据只有模型，没有地表。
其实不然，在该工艺流程下，地表有两种生产方式：（1）用相同方式构建地表模型

（2）用地形加影像（DEM+DOM）代替地表模型

建模工艺二

第二种建模工艺是自动化建模方式：只通过倾斜摄影获取的多视角影像来生产模型。
按照这种建模工艺生产的模型成果是我们经常提到的Mesh（三角网）模型。目前我们在中国市场接触过的自动化建模软件有六款，分别是：街景工厂、Smart3DCapture、Altizure、PhotoScan、Pix4D、无限界。
这种建模方式有两种输出模型的方式：一种是不分层分块（不包含PagedLod信息）输出，只输出最精细的模型文件；一种是分层分块（含PagedLod信息）输出，通过点云的多级简化生成对应层级的网格模型。
模型输出的常见格式有osgb、dae、obj、s3c（Smart3D私有格式）、3mx(轻量级的开放格式)等。

效果图3（删除掉纹理后的效果）

效果图4（删除掉纹理后的效果）

效果图5（删除掉纹理后的效果）

这种模型最大的特点就是：所有的地表都是连在一起的，道路、模型、小品及其他附属设施都没有被区分开。
此外，模型的数据量也非常大。具体表现在：（1）模型的三角面数量很多（2）每个三角面对应一张纹理，无重复贴图（3）具备多级LOD（Level of Detail，层次细节）

建模工艺三

第三种也是自动化建模，再通过修饰软件进行人工修饰。修饰的细节包括：模型的骨架变形、建筑物底部纹理的遮挡等。修饰后的模型成果不破坏自动化模型成果的结构。目前我们知道的软件有天际航的DP-Modeler。 现在问题来了：对于这三种不同数据生产方式，三维GIS平台如何实现良好对接？

1、对于已单体对象化的模型数据，对接起来比较简单，可提供两种方式：

（1）直接导入入库

目前支持的格式包括： osgb/osg; obj; 3ds; x; fbx; dae等；可以单个对象导入，也可以以点集+模型的方式批量导入；如果是其他模型格式，中转为上述其中一种模型格式即可。

直接导入入库

（2）使用max插件中转入库在Max软件上开发插件，用max软件打开模型数据，通过插件中转入库。

max插件

2、对于已经分层分块（即带有PagedLod信息）的模型数据，对接方式有如下三种：

• 直接加载利用模型原生的PagedLod信息直接加载，通过简单生成配置文件即可完成对接，能快速看到模型效果，数据更新也比较方便。• 导入数据库或者大文件把分层分块的模型数据导入数据库或者大文件，能解决碎文件过多的问题，便于文件管理和拷贝。• 重组数据结构重新组织数据结构，变为内部私有格式，只需要模型成果的精细层数据，依据分类数据对模型进行切割，同时自己创建模型的LOD。这种处理方式丢弃掉自动化模型原生的LOD信息，重新构建自己的LOD，在浏览过程中往往会出现过度不平滑的现象，影响视觉效果（相比原生的LOD，原理有本质的区别）。

在对具体模型格式的支持上，自动化建模软件往往能输出多种模型格式，既有私有格式，也有公开的交换格式，包括osgb、dae、obj等。
在这里我们选择osgb格式作为主要的支持格式，原因在于：（1）支持主流自动化建模软件（2）有开源库的支持，格式公开透明（3）是二进制格式，性能有保障 同时，我们也支持把osgb文件保存到MongoDB数据库或者大文件中。 自动化建模成果包括：分层分开的和未分层分开的两种。对于未分层分块的倾斜模型数据，由于不具备LOD，数据量稍大后在三维GIS中的性能往往难以保证；或者建模编辑软件中先进行物理切割，生成一堆小的模型后，再通过max插件或者桌面入库，与切割单体化的方式类似。

直接加载的数据格式

加载方式也很简单，根据XML文件我们读取模型的位置参考点及坐标系：

如何加载？生成sep索引文件

同时，SuperMap GIS支持倾斜摄影模型动态投影。从模型数据的配置文件中，我们可以看到该数据是投影坐标系的数据，以及模型的坐标偏移值（中心点归0）；

带投影信息的索引文件

EPSG（The European Petroleum Survey Group, http://www.epsg.org/ ）维护着空间参照对象的数据集，OGC标准中空间参照系统的SRID（Spatial Reference System Identifier）与EPSG的空间参照系统ID相一致，查询相应的投影参数，选择坐标系。

如果其他软件不支持导出OSGB格式怎么办？

PhotoScan生产的分层分块数据

具体结构如上图所示，XML记录了模型的树型关系，采用四叉树剖分，其中a.obj是最粗糙层数据，依次类推，次粗糙层b0,b1,b2,b3。这种数据类型，我们提供转换工具，把obj格式转换成osgb格式，然后再通过配置文件予以加载。

如何加载？Obj->OSGB

以上就是倾斜摄影模型成果与三维GIS平台对接的内容，无论是哪种数据类型，在对接的时候，首先要判断模型数据的本质，再据此选择相应的方式来加载。

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