融合游戏引擎的三维GIS再进化，数字孪生“底座”再升级

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  乐享技术  

在2023地理信息软件技术大会上，超图正式发布了新品SuperMap GIS 2023（点击红字查看详情）。为了帮助大家更好了解 SuperMap GIS 2023的性能与价值，我们推出“创新空间智能，SuperMap GIS 2023新特性详解”系列专题报道，全方位解读SuperMap GIS 2023的新特性与适用场景，欢迎持续关注。

近年，中共中央、国务院、自然资源部、住建部、水利部和各地政府相继发布数字孪生相关支持政策，加速了数字孪生技术在城市规划建设管理、自然资源、水利水务等领域的深入应用。

2020年，超图就推出了深度融合游戏引擎的高保真三维GIS开发包SuperMap Hi-Fi 3D SDKs，将二三维一体化GIS的空间调度管理和空间分析计算能力与游戏引擎的高保真可视化渲染能力结合，为数字孪生相关应用提供技术支撑。

随着数字孪生城市、数字孪生园区、数字孪生水利等的落地建设，高保真三维GIS开发包需要更新，以满足相关应用对全要素表达、可视化渲染、空间分析计算等越来越高的要求。

今年，SuperMap GIS 2023对深度融合游戏引擎的高保真三维GIS开发包进一步升级，持续提升可视化效果，支持更多三维GIS分析和查询功能，还提供了更加易用的三维场景浏览软件，以支撑快速构建高保真三维场景。

基于SuperMap Hi-Fi 3D SDKs打造的数字孪生世界

  更强大的多源三维GIS数据动态载入能力

更全面、更稳定

此前，SuperMap Hi-Fi 3D SDKs支持动态载入本地/在线的地形、影像、建模白模、城市精细模型、倾斜摄影三维模型、点云、BIM、矢量点线面、三维拓扑网络等海量多源GIS数据，实现了室内室外、地上地下、宏观微观一体化的空间全要素表达，可支撑构建数字孪生世界。

在此基础上，SuperMap Hi-Fi SDK for Unity 2023提升了大规模倾斜摄影三维模型的加载性能，SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal 2023也进行了如下优化：

1. 支持加载具有多时序信息的S3M数据，如图1所示，可支持模拟洪水多时序动态淹没效果，通过将物联感知设备获取到的区域水位信息处理成带有多时序信息的S3M数据来实现，还可将材质替换为UE水面材质，提供更真实的水面效果；

▲图1 采用SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal，模拟洪水多时序淹没效果

2. 进一步提升长时间场景浏览的渲染帧率和内存占用的稳定性，使得工程可7*24小时稳定运行；

3. 支持保存场景及相关信息，包括当前视口位置、地理原点信息、太阳轨迹、天气效果、后处理效果等，方便用户快速复原场景。

更多三维GIS分析、查询和量算功能

满足业务深度应用需求

随着SuperMap Hi-Fi 3D SDKs在实景三维中国、数字孪生城市、智慧机场、数字孪生园区等行业的落地应用，用户提出需要更多的三维GIS分析查询以及图层交互操作功能，以满足更加深入的业务应用需求。

为此，SuperMap Hi-Fi 3D SDKs 2023在支持三十多种分析查询和图层交互功能的基础上，又进行了如下优化：

• 在三维GIS分析和查询层面：

1. SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal 2023新增填挖方分析，支持分析得到填挖方体积、面积等数据，可用于建筑施工过程中的土方量分析，辅助建筑工程方案比选，见图2；▲图2 采用SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal在UE中进行填挖方分析

2. SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal 2023新增剖面分析，支持对数据在某一截面上的起伏情况、轮廓线或属性进行计算和特征提取，辅助设施选址、土地规划利用等；

3. SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal 2023新增多重可视域分析，支持基于某一观察点及其属性，连续分析多个指定范围内的可视情况，辅助规划观光路线、设定安保监控点/灾情监测点等；

4. SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal 2023新增支持天际线分析获取限高体，支撑城市规划、城市设计等领域应用；

5. SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal 2023新增空间查询功能，可高亮显示框选中的模型对象，见图3；▲图3 采用SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal在UE中进行空间查询6. SuperMap Hi-Fi 3D SDKs 2023新增支持基于UE模型资产进行通视分析、可视域分析、量算等，如图4、5所示，让已有UE资源参与到三维空间分析中。▲图4 采用SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal，在UE中基于UE模型资产进行通视分析▲图5 采用SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal，在UE中基于UE模型资产进行剖面分析和天际线分析

• 在图层操作与交互层面

1. SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal 2023新增地表开挖功能，并支持设置开挖后显示的底面、侧面材质，如图6所示，通过地表开挖来直观展示地下管廊；

▲图6 采用SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal，通过地表开挖来展示地下管廊2. SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal 2023新增支持修改影像透明度，如图7所示，通过修改影像透明度来查看某地的历史影像； 

▲图7 采用SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal，通过修改影像透明度来查看历史影像

3. SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unity 2023新增支持设置最大/小可见高度、S3M图层的加载优先级模式，可控制场景中图层的加载显示。

更酷炫的三维GIS数据美化效果支撑物理世界的数字化再现

此前，SuperMap Hi-Fi 3D SDKs支持美化建筑白模、城市精细模型、BIM、倾斜摄影三维模型（单体）、矢量点线面、地图瓦片等多源GIS数据，可模拟真实的日照和天气效果，支持泛光、屏幕空间反射、动态模糊等多种后处理效果，有效支撑了对数字孪生世界的高保真可视化渲染。

今年，为进一步融合游戏引擎高保真可视化能力，SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal 2023，提供了更酷炫的三维GIS数据美化效果，丰富了三维场景可视化表现手段，主要包括：

1. 新增支持带切线的S3M数据，可支撑室内空间映射（Interior Mapping）技术的应用，用于模拟室内效果，见图8；▲图8 采用SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal，模拟室内效果

2. 新增支持拖动材质球到UI栏进行材质替换，提高操作的简便性；

3. 提供更加易用的天气效果调整工具；

4. 优化S3M数据的PBR(Physically-Based Rendering,基于物理的渲染)效果，提供接近UE4原生的材质效果，见图9；▲图9 支持接近UE4原生的材质效果

5. 新增支持S3M数据结合光线追踪技术，使得室内效果更加真实美观，见图10。

▲图10 S3M数据结合光线追踪技术，提供更加真实美观的室内效果

更易用的三维场景浏览软件支撑快速构建高保真三维场景

去年，超图发布了基于UE5和SuperMap Hi-Fi 3D SDK for Unreal开发的一款三维场景浏览软件：SuperMap iExplorer3D。它是面向使用者的免费、轻量级、即拿即用的三维GIS应用产品，支持访问在线/离线海量多源异构空间数据，支持快速构建高保真三维场景，可为数字孪生园区、智慧城市等领域提供技术支撑。

今年，SuperMap iExplorer3D 2023更新了产品界面，提升了易用性，并新增支持LUT（颜色对照表），提供多种场景色调，支持快速搭建多种风格的高保真三维场景，见图11。
▲图11 在SuperMap iExplorer3D中调节天气、泛光和LUT效果，快速搭建高保真三维场景后续，超图将不断完善和优化SuperMap Hi-Fi 3D SDKs，以便更好支撑实景三维中国、CIM、数字孪生城市、数字孪生水利等的落地建设。

欢迎下载试用识别二维码，或点击文末阅读原文，下载体验SuperMap Hi-Fi 3D SDKs 2023。

下载地址：http://support.supermap.com.cn/DownloadCenter/ProductPlatform.aspx。

作者 | 三维研发中心 何倩

编辑 | 王静静

审核 | 吴晓燕

审签 | 刘宏恺

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