超图倾斜摄影技术白皮书-7c(2015)

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1、 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 SuperMap 7C(2015)SP1 倾斜摄影 北京超图软件股份有限公司 中国北京 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 目录 1. 倾斜摄影建模 . 1 1.1 倾斜摄影 . 1 1.2 倾斜摄影建模 . 2 1.3 倾斜摄影国内外关注度 . 3 2. 倾斜摄影模型应用解决方案 . 4 2.1 模型加载 . 4 2.1.1 OSGB 文件 . 4 2.1.2 OSGB 索引文件生成工具 . 4 2.1.3 倾斜摄影模型添加投影信息 . 6 2.1.4 SuperMap 桌面软件加载倾斜模型数据 7 2.2 二三维一体化 GIS 功能

2、 9 2.2.1 图查属性 . 10 2.2.2 属性查图 . 12 2.2.3 周边查询 . 13 2.2.4 专题图制作 . 15 2.2.5 压平功能 . 17 2.3 三维空间分析 . 20 2.3.1 通视分析 . 20 2.3.2 （动态）可视域分析 . 20 2.3.3 天际线分析 . 21 2.3.4 阴影率统计分析 . 23 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 2.3.5 剖面线分析 . 24 2.4 效果修补 . 26 2.4.1 水面效果修补 . 26 2.4.2 地形修改 . 26 2.5 其他功能 . 28 2.5.1 2.5D 地图数据生成 . 28 2.

3、5.2 场景生成高分辨率影像 . 31 2.5.3 模型参与地表开挖 . 31 2.6 服务端发布倾斜模型 . 32 2.7 三维客户端加载倾斜模型 . 34 1 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 1. 倾斜摄影建模 1.1 倾斜摄影 要了解倾斜摄影建模首先得了解倾斜摄影，倾斜摄影（oblique image）是指由一定倾斜角的航摄相 机所获取的影像。倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，通过在同一飞行平台 上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。由倾斜 影像生成三维模型就是倾斜摄影建模，如图 1 所示。 图 1 倾

4、斜摄影有以下特点： 1）可以获取多个视点和视角的影像，从而得到更为详尽的侧面信息。 2）具有较高的分辨率和较大视场角。 3）同一地物具有多重分辨率的影像。 4）倾斜影像地物遮挡现象较突出。 倾斜摄影测量技术一般包含以下处理流程，如图 2 所示： 图 2 2 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 1.2 倾斜摄影建模 倾斜摄影模型有两种成果数据，一种是单体对象化的模型，一种是非单体化的模型数据。单体化的模 型在超图三维场景中的应用与传统的手工建模类似，这里不再详解。 非单体化的模型成果数据，后面简称倾斜模型，倾斜模型采用全自动化的生产方式，获得影像后，经 过匀光匀色等步骤，然后通过专业的

5、自动化建模软件生产三维模型。 这种软件一般经过多视角影像的几何校正、联合平差等处理流程，可运算生成基于影像的超高密度点 云，并以此生成基于影像纹理的高分辨率实景三维模型。影像提取的中间数据（点云）效果图，如图 3 所示： 图 3 点云构建 TIN 模型，如图 4、图 5 所示： 图 4 3 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 图 5 纹理映射构建真实三维模型，如图 6 所示： 图 6 1.3 倾斜摄影国内外关注度 目前国内外比较流行的倾斜摄影自动建模软件如下： 1） 法国 Acute3D 公司的 Smart3DCapture。基于图形运算单元 GPU 的快速三维场景运算软件，可运算

6、生成基于真实影像的超高密度点云， 它能无需人工干预地从简单连续影像中生成逼真的三维场景模型。 国内使用该软件的公司单位（腾讯、广州红鹏、上海航遥、四维数创、河北测绘院、四川测绘院、湖 南第二测绘院等） 。 2） 法国 INFOTERRA 公司的像素工厂（Pixel Factory）StreetFactory 子系统通过对获得的倾斜影像进行 几何处理、多视匹配、三角网构建，提取典型地物的纹理特征，并对该纹理进行可视化处理，最终得 到三维模型。 3） 美国苹果公司收购 C3 公司所采用自动建模技术。 4） 美国 Pictometry 公司的 Pictometry 倾斜影像处理软件提供了 EFS（E

7、lectronic Field Study） 5） 国内有多家企业及单位对倾斜模型也有比较深入的研究，形成自己独特的模型工艺流程。 4 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 2. 倾斜摄影模型应用解决方案 根据倾斜模型的特点，超图三维结合自身的二维 GIS 优势，实现了倾斜摄影模型二三维一体化的 GIS 基础功能，同时提供了多种三维空间分析功能，并且提供了倾斜模型压平及地表开挖等实用解决方式，满 足多个行业的实际应用需求。本章节分为三个部分：第一部分介绍倾斜模型在三维场景中的如何读取（2.1 节） ，第二部分介绍倾斜模型在三维场景中能做哪些应用及分析（2.2-2.5 节） ，第三部分介

8、绍在网路发布及 客户端如何使用（2.6-2.7 节） 。 2.1 模型加载 SuperMap 7C sp2 版本已经提供了一个三维图层来加载倾斜摄影模型，该图层的名称为： Layer3DOSGBFile，目前只可以加载 OSGB 文件格式的倾斜模型，由于 OSGB 并且采用分块的方式来存 储，每个文件夹存储一个块，其中包含了一个根节点文件以及它对应的子节点文件。我们采用索引文件 （*.scp）的方式加载。下面将详细的介绍 OSGB 文件格式及模型加载方式。 2.1.1 OSGB 文件 倾斜摄影自动建模可以生成多种数据格式的模型，包括 obj、osg（osgb） 、dae 等通用的兼容格式， 超

9、图三维目前支持 OSGB 格式的倾斜模型文件，由于其自带超过 20 级金字塔级别的模型精度等级，充分 利用其 LOD 结构， 加快了读取模型的速度，并且支持任意剖分格式（倾斜模型生产剖分成块 Tile 来存储） 的倾斜建模，包括四叉树、八叉树、任意。如图 7 所示： 图 7 2.1.2 OSGB 索引文件生成工具 为了更方便的加载 OSGB 模型数据，我们提供了 OSGB 索引文件生成器，通过简单的操作即可生成场 景缓存加载的*.scp 文件（如图 8） 。双击 OSGB 索引文件生成器.exe 工具，输入 osgb 文件夹路径，按下 5 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 回车键即

10、可生成*.scp 文件（如图 9） 。 图 8 图 9 该文件包含 xml 文件头、倾斜模型插入点位置、每个模型 tile 的根节点的相对路径。 手动修改插入点坐标（如图 10） ： 图 10 6 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 2.1.3 倾斜摄影模型添加投影信息 由于这种倾斜摄影模型生产方式，是以插入点（参考点、一般以经纬度表示，本文之后采用插入点 描述）对原始坐标进行偏移之后的地方坐标系，所以这种数据每个顶点记录的是偏移之后的平面坐标值。 在三维球面场景中展示，需要根据插入点通过投影信息来计算出这个偏移值的平面坐标值，进而得出倾斜 模型数据的原始平面坐标，最终根据投影信息绘

11、制在球面场景中，这种处理方式可以很好的匹配同一坐标 系下的矢量点线面数据。投影信息添加在 scp 文件的底部，如图 11、图 12 所示，通过 SuperMap 桌面 软件设置数据源或者数据集的投影信息并导出为 XML 文件，拷贝投影信息到 scp 文件中。 图 11 7 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 图 12 2.1.4 SuperMap 桌面软件加载倾斜模型数据 图 13 8 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 图 14 直接加载 OSGB 原始文件， 实时渲染帧率达 60 帧左右， 数据承载力强、 稳定性高。 桌面、 组件 （iObject） 及客户端（icli

12、ent）都支持倾斜摄影模型数据。目前测试最大面积 400 平方公里倾斜模型数据，数据量 600GB，理论上还可以支持 TB 级倾斜摄影模型数据。 桌面及组件效果： 图 15 9 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 图 16 图 17 2.2 二三维一体化 GIS 功能 倾斜摄影模型 GIS 基础功能分为以下部分： 1. 二三维一体化 GIS 功能 结合二维 GIS 优势，我们采用叠加二维矢量面的方式来实现倾斜模型一些基本 GIS 功能：图查属 性、 属性查图、 周边查询、 专题图制作等。 矢量面的高度模式采用新版本提供的依对象(ClampToObject) 高度模式。 2. 压平倾斜

13、模型 为了满足规划等一些行业的应用，提供模型压平功能，可模拟拆除建筑物的效果，再置换成用户 的规划数据，实现规划方案效果展示，满足实际应用。 10 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 下面将详细介绍每个功能使用方法。 2.2.1 图查属性 实现倾斜摄影模型的选中高亮并查询其属性（如图 18 所示） 。具体操作方法如下： 1）首先准备与倾斜模型底面匹配的矢量面文件并将其导入 SuperMap 的 UDB 文件。 2）把矢量面数据集添加到场景中，并设置其图层的选择集风格（Layer3D.Selection.Style）的高度模式为 依对象（ClampToObject） 。 图 18 关键

14、代码 /设置矢量图层的选择集风格高度模式 m_Layer3DVector.Selection.Style.AltitudeMode = AltitudeMode.ClampToObject; 选中的其实是矢量图层（数据集、缓存两种） ，查询矢量图层属性代码如下： /查询叠加的矢量属性信息 数据集属性查询 DatasetVector ObjDV=selections0.Layer. Dataset as DatasetVector; FieldInfos fieldInfos=ObjDV.FieldInfos; Recordset recordset = ObjDV.GetRecprdset(f

15、alse,CursorType.Dynamic); recordset.MoveTo(selections00-1); /遍历每个字段的值 for (int i = 0; i fieldInfos.Count; i+) recordset.GetFieldValue(i); 矢量缓存属性查询 Layer3DVectorFile layer3DVectorFile= selections0.Layer as Layer3DVectorFile; FieldInfos fieldInfos= layer3DVectorFile. GetFieldInfos(); /遍历每个字段的值 11 Supe

16、rMap 7C(2015)技术白皮书 for (int i = 0; i fieldInfos.Count; i+) layer3DVectorFile.GetFieldValueOfSelectedObject(i) SuperMap7C（2015）桌面软件操作：右键操作对应的矢量面图层，选择对象选择风格，弹出风格面 板，设置颜色、透明度及高度模式后，按下确定即可用鼠标选取 OSGB 模型数据。如图 19、图 20、图 21 所示： 图 19 图 20 12 SuperMap 7C(2015)技术白皮书 图 21 2.2.2 属性查图 实现属性查图，也必须有叠加的矢量面图层，并设置其图层的选择集风格为依对象，根据 SQL 查询条 件语句，查询并返回对象 SmID 添加到选择集中。 关键代码 /设置矢量图层的选择集风格高度模式 m_Layer3DVector.Selection.Style.AltitudeMode = AltitudeMode.ClampToObject; m_sceneControl.Scene.Lay