傾斜攝影三維實景應用技術核心揭秘

    隨著傾斜攝影技術的發(fā)展和人們對于真實世界再現(xiàn)需求的不斷強烈，傾斜建模技術以勢不可擋的趨勢在全國各地如火如荼的展開。不過我們很多的概念還停留在“傾斜模型事實上就是帶有TIN作為高程背景的影像”。而從空間地理信息產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展趨勢來看我們更多的會認同傾斜攝影自動建模是一系列革命性的三維建模技術的開端，該技術的出現(xiàn)使三維GIS大規(guī)模發(fā)展成為可能。傾斜模型恰恰是三維GIS從量變到質變的轉折點，是開啟三維GIS嶄新篇章中重要一環(huán)。包括劉院士也認為“傳統(tǒng)的三維將會被全要素的城市三維取代” 。

    泰瑞旗下的Skyline作為全球唯一可以提供覆蓋傾斜攝影實景三維數(shù)據(jù)自動生產(chǎn)，實景三維地理信息增值服務系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈的廠商，在不斷夯實自己的三維地理信息技術全球領先的地位同時，也引領了世界三維地理信息技術的發(fā)展潮流。因此，在對于傾斜模型的后處理技術上：Skyline一方面致力于傾斜模型的全要素、多方面三維對象化應用，致力于實現(xiàn)三維模型對象化管理；一方面充分考慮傾斜模型的后續(xù)應用場景，針對不同硬件條件、不同應用終端、不同業(yè)務領域提供高效的、可靠的、穩(wěn)定的三維模型服務。Skyline旗下的傾斜模型生產(chǎn)工具PhotoMesh，與空客防務的街景工廠一樣都是目前全球僅有的幾家可以對傾斜影像進行自動加工處理，實現(xiàn)自動批量建模。輸出的實景三維模型可以生產(chǎn)為通用的OSGB格式。Skyline并沒有采取最簡單易行的直接讀取OSGB數(shù)據(jù)的方法，而是站在一個更高的技術層面，面向后續(xù)垂直行業(yè)應用、移動端互聯(lián)網(wǎng)、汽車導航等領域，充分考慮傾斜實景三維數(shù)據(jù)的實際應用場景，深入研發(fā)了三維空間模型數(shù)據(jù)庫（3DML）。一方面，該數(shù)據(jù)可以適用于在低帶寬條件下將海量三維數(shù)據(jù)發(fā)布到客戶端（包括移動端），一方面，該數(shù)據(jù)也是將生產(chǎn)格式徹底轉換為應用格式，實現(xiàn)傾斜數(shù)據(jù)各個行業(yè)應用的拓展延伸。

    具體來說，針對傾斜模型，前兩期我們已經(jīng)分別闡述了傾斜模型后處理及應用過程中的兩個核心功能——傾斜模型全要素精確單體化和將傾斜模型數(shù)據(jù)組織成三維空間模型數(shù)據(jù)庫。本期我們將為大家講述傾斜模型如何與多元數(shù)據(jù)無縫融合。

    CityBuilder作為Skyline三維生產(chǎn)工具集中一個重要產(chǎn)品，它的主要處理對象不僅僅是傾斜模型，同時它還可以處理BIM設計模型和人工構建模型。最為特別的，CityBuilder還可以將傾斜模型、BIM模型、人工模型無縫集成在同一個三維空間模型數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)對城市實景的多元表達（圖3）。其意義在于一方面將城市已有的人工模型充分利用，實現(xiàn)傾斜模型與人工建模優(yōu)勢互補；一方面將傾斜模型和BIM模型無縫融合，實現(xiàn)從室外到市內、從面模型到體模型的精細化管理。對于最終的應用系統(tǒng)來說，只需要接收三維空間模型數(shù)據(jù)庫，而無需關注是何種類型的模型數(shù)據(jù)，易于管理；在業(yè)務應用層面，可以在CityBuilder創(chuàng)建三維空間數(shù)據(jù)庫上面構建各種業(yè)務應用，實現(xiàn)對智慧城市各個業(yè)務領域的覆蓋。

    傾斜模型與傳統(tǒng)人工模型——無縫融合，優(yōu)勢互補

    在過去的幾年，傳統(tǒng)人工模型（粗模、精模、超精模）在三維GIS系統(tǒng)中的應用已經(jīng)非常常見，很多客戶手中都有大量的覆蓋城市核心區(qū)域的人工模型。相比于傾斜模型，人工建模雖然存在不夠真實、建模速度慢、人工成本高等缺點，但是對于超精細人工建模模型，由于其結構精細、感官效果好等特點，深受規(guī)劃等行業(yè)的青睞。在傾斜模型大面積推廣應用的過程中，如何不摒棄已有的人工建模模型，充分利用客戶手里的數(shù)據(jù)資源，是值得大家思考的問題。

    CityBuilder一方面可以單獨對人工模型進行再處理，通過流方式優(yōu)化，創(chuàng)建便于網(wǎng)絡發(fā)布和移動端訪問的三維空間模型數(shù)據(jù)庫；另一方面，CityBuilder還可以將傾斜模型、人工模型創(chuàng)建生成為一個多數(shù)據(jù)源的、流優(yōu)化的三維空間模型數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)將傾斜模型和傳統(tǒng)模型無縫融合，優(yōu)勢互補，使城市模型數(shù)據(jù)集美觀與真實于一體，能夠滿足更多不同的需求。

    傾斜模型與BIM設計模型——有機組合，室內外貫通

    BIM（Building Information Modeling建筑信息模型）是以建筑物的三維數(shù)字化為載體，以建筑物全生命周期(設計、施工建造、運營、拆除)為主線，將建筑物各個環(huán)節(jié)所需要的信息關聯(lián)起來，所形成的建筑信息模型�；�于BIM模型，可以方便的對建筑物內的所有對象進行三維空間表達。Skyline CityBuilder從6.6版本開始，可以直接支持BIM數(shù)據(jù)，通過將BIM模型轉化為三維空間模型數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)將微觀的BIM單棟模型置于具有地理信息的三維場景中，并保留全部模型信息。通過BIM與傾斜模型的無縫融合，實現(xiàn)了測量-建筑-地理空間的互通，深入發(fā)掘數(shù)據(jù)的使用廣度，產(chǎn)生了1+1>2的融合效應。3D GIS為BIM提供了新的基于地理信息的展示方式，BIM與傾斜模型的信息融合和交互，將環(huán)境信息與建筑信息統(tǒng)一起來，形成從戶外到室內，從地上到地下空間的一體化地理空間場景，使得BIM 用戶的應用從傳統(tǒng)的BIM應用擴展到了BIM和3D GIS整合更加廣泛和深入的應用。

    傾斜模型與多元數(shù)據(jù)——完美集成，多元表達

    CityBuilder不僅可以將人工模型、BIM模型和傾斜模型單獨處理成相應的數(shù)據(jù)庫，還可以將它們融合起來輸出到一個統(tǒng)一的三維模型空間數(shù)據(jù)庫中，通過不同的圖層分別管理相應的數(shù)據(jù)。通過傾斜攝影建模技術與多元數(shù)據(jù)的無縫融合，不僅增加了三維展示的豐富程度，更重要的是將建筑微觀信息與準確反映真實地理情況的傾斜模型置于同一參考下，從而實現(xiàn)智慧城市應用宏觀與微觀的相輔相成，室外到室內的連續(xù)貫通。

    隨著技術的發(fā)展，單一的數(shù)據(jù)獲取手段必將被多元數(shù)據(jù)融合取代，智慧城市也將步入全要素時代。全要素三維智慧城市包含整個城市的綜合數(shù)據(jù)，針對具體行業(yè)領域，這些數(shù)據(jù)應該能夠按行業(yè)需求單獨分層分類。通過使用CityBuilder將傾斜模型與多元數(shù)據(jù)融合，既保證了模型數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一、信息的全面，也能夠方便的對城市信息進行分層管理。這種融合使智慧城市的應用無限擴展，形成完整的智慧城市信息化、智能化生態(tài)系統(tǒng)，促進智慧城市建設和可持續(xù)發(fā)展。