超详细三维模型单体化技术流程与标准

发布时间:2021-06-23   相关标签:
随着社会信息化建设和“数字城市”、“智慧城市”建设的全面发展,城市和社会的精细化管理迫切需要大量精确、真实的三维地理信息。近年来,空间真三维模型逐渐得到了部门和行业的认可和关注。
 
作为智慧城市的基础空间数据,所需的城市三维模型需要具备所有的要素,也就是对所有地表东西的分离,使之能够再次对单体进行分离,为后续的用户提供更加便捷的使用。
 
基于以上需求,睿铂整理了关于单体化建模的一些基本要素,以供各位朋友参考。
 
一、倾斜摄影三维模型单体化方法
目前倾斜摄影单体化建模方法主要包括一下三类:
1.1
矢量切割单体化
切割单体化是将对象物的三角面进行分割,实现了一定意义上的模型单体化操作,后期也能对单体化模型进行管理和应用。
 
但是用这种编辑模型产生的数据量较大,会对LOD产生破坏,数据也只能单独导入。这种切割方法所出的单体化模型的效果较差,边缘底部会有明显的锯齿和不规则形状,在后期的管理应用方面稍显欠缺。
 
1.2
矢量叠加单体化
此类方法主要是对超图SuperMap等典型性GIS软件的应用。进行三维渲染时,在倾斜摄影模型中将对应矢量面进行动态叠加,该矢量面在垂直地表的方向对包围盒的生成,并不会超过特定的阈值范围。
 
结合对范围内的三角网的判断,通过半透明颜色与三角网的贴合,使模型从视觉上的完整展现得以实现,并且能够实现对单个操作的管理。
 
但是这种方法对单体的分离并不是真正意义上的,其表面虽然能够达到单体的效果,然而从事实上来说仅仅是对对象轮廓的矢量面进行了调用,从真正意义的角度上来说,单体化的目标并不是单体,而是为了实现分离。
1.3
模型重建单体化
模型重建单体化是指以倾斜摄影测量数据为基础数据源,通过模型重构在原始场景上实现分离效果,从而实现模型的单体化。模型贴图是从图像中自动收集的,使用映射完成模型贴图。
 
这个方法相比矢量叠加单体化来说,对人力有着更大的需求,侧重于对产品的提供,而并不适用于GIS。
 
 
二、倾斜摄影三维模型单体化流程 
不同的单体化方式有不同的流程,本次主要介绍模型重建单体化这种方式,并以DP-modeler为例。 
 
如上文所说,模型重建单体化是以连续倾斜摄影测量数据为基础数据源,通过在原有实景三维模型的基础上对模型进行重建,从而实现不同对象的模型单体化。
 
2.1
通过挤出操作,转换成立体模型
对某个建筑物进行单体化时,我们应选择多边形绘制工具,在顶视图视角下对影像提取建筑顶部轮廓线。
 
根据倾斜影像判断建筑物高度,设定基准面,将平面模型通过挤出操作,转化成立体模型。
 
通过挤出柱体将其挤出到指定高度,再用内偏移及外扩、切割等操作来创建建筑物立体面以及房屋附属结构,例如屋檐、女儿墙、单元门门洞等。
 
2.2
一键贴图
对建好的单体化模型进行一键贴图,利用倾斜影像可以采集到建筑物不同层面的纹理特征,可以从相机影像中自动采集模型图,然后可以通过一键完成来进行单体化模型的贴图。
 
对于个别不合适的面,可以通过选择最佳影像进行手动贴图,以达到三维模型所需要的最佳效果。自动映射与手动贴图所得到的模型贴图,不免有些瑕疵,我们可以通过调用PS进行纹理修改,修改后保存的贴图可以在在 DP-modeler 下直接进行替换,无需查找贴图。
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三、建筑物轮廓线采集技术标准 
3.1
轮廓线采集技术要求
建筑物轮廓线采集是后续制作建筑物三维模型的基础,采集轮廓线时按照如下规则进行矢量采集。
 
对于平顶建筑物,沿建筑物边沿采集;
 
对于人字形房顶,按两次采集,先采集建筑物的边缘线,使其直角化,再采集建筑物顶部屋脊线,将其拉升至实际高度,钩出斜面;
 
对于复杂结构,需要先后采集同一高度闭合的外轮廓线、各屋脊线、屋顶凸出结构的轮廓线,对于圆或是弧,用五、六个点连起来表示。
3.2
数据采集指标
(1)郊区:房上房,高>2.5米,面积>5平方米;基本房,高>2.5米,面积>5平方米。城区:房上房,高>2.5米,面积>2平方米;基本房,高>2.5末,面积>2平方米。
 
(2)在保持原有房屋外观的情况下,高度差小于0.5米的以及水平方向拐折小于0.5米的房子视情况可以适当综合。
 
(3)房上房必须抬到基本房上,该接边的房子必须接边,两者之间不能出现空隙。
 
(4)房屋构造线必须均匀有序,不能杂乱无章。
 
(5)高档住宅,沿街道两边的商场,企事业单位,机关学校医院等建筑,凡女儿墙大于0.5米且宽度大于0.5米的要单独表现;高档住宅,沿接到两边的商场,企事业单位,机关学校医院以及工矿等建筑,凡女儿墙高度大于1.5米(除广告牌)女儿墙需要单独表现,女儿墙表现时都需要以房上房的形式表现。
3.3
各等级模型采集要求
(1)政府建筑、商业建筑、公共建筑大于0.5米的凹凸部分需采集。
(2)沿街建筑大于0.8米的凹凸部分需采集。
(3)建筑的屋檐、装饰墙等结构大于0.8米以上需按照实际的尺寸、形状采集,细节可以使用贴图表现。
(4)突出门厅、进出口大门需要采集。
(5)建筑顶部结构需要按照实际情况采集,不能出现比例、结构形状与实际不符的情况。
(6)建筑的女儿墙需要按照实际高度、宽度采集,居民自建房屋除外。
(7)沿街建筑如有面积较小,面数较多的情况,如百叶窗、栏杆等,可做成块状,直接贴影像。
(8)建筑重要面的装饰柱(墙线)凹凸在一米以上需要采集。
(9)房屋墩、柱:直径大于1米,且高度大于1.5米需要采集。
(10)围墙需要采集。
(11)屋顶装饰物:投影面大于4平方米,或者最长的一边大于2米的几何造型必须采集。