超圖傾斜攝影解決方案(技術(shù)白皮書)

1、超圖傾斜攝影解決方案技術(shù)白皮書北京超圖軟件股份有限公司中國北京1.概述 2傾斜攝影建模技術(shù)2.1 傾傾影菌莫42.2 傾斜國內(nèi)外關(guān)拯72.3 傾諏影謝莫的優(yōu)勢73.超圖技術(shù)瞬方案93.1 模動口載93.1.1 OSGB 文件93.1.2 OSGB索引工具93.1.3 場景展示123.2 組件功能153.2.1 圖查屬性153.2.2 屬性查圖163.2.3 周邊查詢173.2.4 專題圖制作183.2.5 壓平功能193.2.6 模型參與礦開挖213.2.7 地形修改223.2.8 添加水面243.2.9 2.5D地圖數(shù)據(jù)曲241. 概述隨看測繪技術(shù)的不斷發(fā)展r新的G1S基護方式不斷涌現(xiàn),三維

2、模型的生產(chǎn)工藝也日新月異.傾斜嘆型就量一個很好的例子,為了降低人工成本,提高生產(chǎn)效率,城市級的模型建設任務逐漸被傾斜 攝影方式所代替 超圖JII融時代的步伐 提供礴4攝影模型的支瘴平臺SuperMap iObjects .NET 7C sp2 f 該版本及后續(xù)版本提供支持該模型.通過本文的學習,您可以拿握以下內(nèi)容:1. 傾斜建模技術(shù)1）傾斜攝影建模2）國內(nèi)外關(guān)注度3）傾斜攝影建模的優(yōu)勢2. 超圖技術(shù)解決方秦1）傾斜模型數(shù)據(jù)加載2）傾斜模型功能說明SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔2. 傾斜攝影建模技術(shù)傾斜攝影建模：多角度航拍芾有傾斜角度的影像,通過專業(yè)的建模處理軟件，全自動的

3、生成模型的過 程（僅需要礴4影像）。2.1傾斜攝影建模要了解1W4攝影建模首先得了解傾斜攝影,礴I攝影（oblique image ）是扌旨由雖翩角的航攝相 機所獲取的影像。傾斜攝影技術(shù)量國際躺遙感領(lǐng)域近年發(fā)展起來的一項高新技術(shù),通過在同一飛行平臺 上搭裁多臺傳感器，同時從垂直、礴4等不同角度采集影像，獲取地面物休更為丸整準確的信息。僅由傾 斜模型生成三維模型的過程就是傾斜攝影建模，如圖1所示。傾斜想影有以下特點:1）可以獲取多個視點和視角的影像，從而得到更為詳盡的側(cè)面信息。2）具有較高的分苗率和較大視場角。3 ）同一地物具有多重分辨率的彩像。4 ）傾斜影像地物遮攔現(xiàn)象較突出。傾斜攝影測量技術(shù)

4、一般包含以下處理艇，如圖2所示:SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔圖2傾斜攝影自動化生成的模型本質(zhì)上是mesh模型，自動化軟件一跆過幾何校正、聯(lián)合平差等處理流 程,可運算生成基于真實影像的超高密度點云,并以此生成基于真實影像紋理的高分辨率實黒三維模型. 點云效果圖f如圖3所示:圖3點云構(gòu)建TIN模型.如圖4.圖5所示:SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔¥JA、紋理映射構(gòu)建頁實三維模型如圖6所示:SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔2.2傾斜國內(nèi)外關(guān)注度目前國內(nèi)外比較流行的傾斜攝影自動建模軟件如下：1）法國Acute3D公司的Smar

5、t3DCapture.基于圖開彳運算單元GPU的快速三維場霍運算軟件，可運算 生成基于真實影像的超高密度點云，它能無需人工干預地從簡單連續(xù)影像中生成逼真的三維場彊模型. 國內(nèi)使用該軟件的公司單位（騰訊、廣州紅鵬、上海航謹、四維數(shù)創(chuàng)、河繪院、四川測繪院、湖 南第二測繪院等L2 ）法國INFOTERRA公司的像素工廠（Pixel Factory ）StreetFactory子系統(tǒng)通過對獲得的（鞠影像進行幾何處理、多視匹配、二角網(wǎng)構(gòu)建,提取典型地物的紋理特征，TT對該紋理進行可視化處理，最終得 到三維模型。3 ）莫國蘋杲公司收購C3公司所采用自動建模技術(shù)。4 ）美國 Pictometry 公司的 P

6、ictometry 傾斜影像處理軟件提供了 EFS （ Electronic Field Study ）5）國內(nèi)有多家企業(yè)及單位對傾斜模型也有t黴深入的研究，形成自己獨特的模型工藝流程。23傾斜攝影建模的優(yōu)勢傾斜攝影獲取多個視角影像.全方位獲取地物信息.相比傳統(tǒng)建模方式更為快捷獲取建筑物的頂部及 側(cè)面紋理信息.通過專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件能夠快速生成三維模型，還原真實世界。傳統(tǒng)建模與傾斜攝影模 型對比，如圖7所示：真實度手工模型傾斜測量效果更美觀、更主觀無人工干預、更真實精度估算值測繪級精度數(shù)據(jù)呈現(xiàn)不能完全展示所有要素全要素呈現(xiàn)數(shù)據(jù)類型模型面片數(shù)據(jù)DSM+影像制作周期效率低、周期較長效率高、周期短制

7、作成本成本相對較高成本相對低圖7圖8SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔3. 超圖技術(shù)解決方案根據(jù)傾斜模型的特點,超圖三維結(jié)合自身的二維GIS優(yōu)勢.實現(xiàn)了傾斜攝影模型二三維F化GIS解 決方氯下面將從傾斜模型加載及實時渲染和斜模型的GIS基皈能兩個方面具體的展示。3.1模型加載SuperMap 7C sp2 .NET組件提供新的三維圖層Layer3DOSGBFile，該圖層可以加載osgb格式的傾 斜模型，由于osgb文件較多,我"保用索引文件（U卬）的方式加載。下面將詳細的介紹模型的加敦及 傾斜模型在超圖三維場彊中的效果3.1.1 OSGB 文件傾斜攝影自動建?？梢?/p>

8、生成多種數(shù)US格式的模型f包括obj、osg （osgb dae等通用的兼容格式,超圖支持OSGB格式的傾斜模型文件，它自帝超過20級金字塔級別的模型精度等級充分利用LOD結(jié)構(gòu)r加載速度快我"枝持任意剖分格式的h UMS,Tw.cpi.no、s.coi.gA、m.m.wJ T».CDC.CC9.gOM.CW> m.wi.cii Tk.OM.CU» T*.CW.0» T.CW.OB t.cm.CTOi am列“.00.33%e0C50O60m4Mb“as.oa.o.Mi» jasonoMi j“gootQtMgn“CCS 心).圧63 IJ

9、O0OOIO«5U “ccsoofiatsu犍模r包括四叉樹、丿収樹、任意。如圖9所示：3.1.2 OSGB索引工具為了更方便的加載osgb模型數(shù)據(jù),我仆堪供了 osgb索引文件生成器,通過簡單的操作即可生成場 景緩存加載的*.scp文件（如圖101雙擊OSGB索引文件生成器.exe工具，輸入osgb文件夾路徑，按 下回車健即可生成iscp文件（如圖11 xSuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔tAWork'OSGB滬品化OGB索引文件生成器exe圖10<?xml version 1.0* eiKoding-UTF-8*?>|< SuperMa

10、pCache.Unicode xminsml»*httpy/www.M< wnWeriion> 1.000000</wnlA/ersion ><smlosition>< 24.80X4>< sml2> 0.0</WTM：PotltiOn><$miOSGFiles><wni#ileName>.Tile<vniflleName>.Tlle<$miflleNdme>.Tlle< wnlflleNdmoATile<wnlflleName>.Tlle<

11、$miflleN3me>.Tile<$miflleName>.Tile<iml£lleName>.Tlle“ml fllrNme>.Tlle<wnWleName>.Tile<smlileName>.Tile y srnlileNamo .Tile<$mlf HeName>.Tlle< $mlfileNome>.Tile<wnl#1leName>.Tlle<$rniWieNome>.Tlle<$miflleName>.Tile< $mifileName>.

12、Tlle<smlflleName>.Tile<smlflleName>.Tlle<s-ni Hlf4rtmr>.THe數(shù)據(jù)插入點4.018_4.019THe O18.O2OTlle 4018_4021Tlle <n022Tlle018 018 018 018*01S 018018 0184OI8 018018>018 *018018 *018 018 018 018 019 4.019 019023Tlle 024Tlie 025Hie 026Tile +027Tiie 028THe *029Tlle *030Tiie 0JlTlie 4.032

13、Tiie O33Tile 034Tile *0J5Tlle 0J6Tlle OBATiie 0B8Tiie 4-039Tlle *040THe 019Tilc 020Tlle *021me4.018.*019o*9b</smtfiieName> 018_*020.omb</$mtfiieName> 018. O21.osgbleName >018_«022.ofgb</$mt:FiieName> 018 *023.osgb</MnkFeName> 018 *024 oftgb</smtFileName> 018 *02

14、5 osgb</$mt:FiieNdne> «018_026.osgb</$mtFileName> *018_-*027.osgb</$mti:iieNdme> 018 028.osgb</$mtFiieName> <018_*029.oigb</$mtFlbeName> 018_*030.osgb</iml:FiieN4ime> 018 031.otgbi/wntFiieN*meA 018.*032.oigb</sml:Fi!eName> 018 *O33.oc0b</%mhF«

15、;leNamc> 018_*034.o$9b</smtFi eName> 018_*03S.osgb</$mt:FileName> 018 *036.osgb</untfileName> «018_*037.otgb</imtfiieNjme> 018 «0B8.osgb</$mM:iieNdme> 018 *059.osgb</$mtFiieName> 0】8_440osgbv/$mthieNameA 019 *019.osgb</$nitFileName> *019_*020.o&

16、gt;gb</smtFileName> 019.*021.o»gb</wnt:FiieNme>模型文件相對于根節(jié) 點的相對路徑 同一目錄下，只加載 一個的osgb文件即可圖11該文件包含xml文件頭、（劇模型插入點位置、每個模型tile的根節(jié)點的相對路徑。 手動修改插入點坐標（如圖12 ）:SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔<srel :OSGFiles><srcl:FileXaze/. Tile_+018 <sctl:FileXaze?. Tile_+018 <srel:FilcNcotcP. TiLe_401

17、S <srel:FiLcNanc). Tilc_4018 <sral:Fi1cNobc>. Tilc.4018 <SC« :FileNwBe>. T51e.+O18 <srel :Fi leK?urr>. Ti lr_+018+OnTile_0L8_+019. ossb<zsjrl:FileNae> +020T i 1 eO 18_+ 020. asssitl:FileNae> +02LTil e_018_+ 021. osgb< zsirl:Fil cNaite F022Tilc>OL8_+022. osgb&

18、lt;nl:FileNazc> +023YnijHH8,023 osgb</snl:FiLcNa»c> +024Tiludia.+024 asgbKsnl:FiluNaite + 025Ti le_i-018_+ 02S. asgb<sit. :Fi lrN?iire><sctl:FiLeNajie>. Ti 1 018_+ 025Ti 118_+ 026. osgbCsml:FileNajie><sal:FileNane>. Ti 1 018_+027T 11 e_018_+027. qssshI :FiLeNane>

19、;<scrl:FileXaze/. Tile_+018+023Tile_-*-018_+028. asgb<sirl:FileNae>近爭廠文儀F) «lg(D ttHt(O) S§(V) »ta(H)K?xnl version-1. 0v encoding二” <SuperMapCache_Uni code xml ns: snl- *ht p: /ww. supemxp con/Super JI apC ache /vector 11 i 1 e * > <scrl:Ver5ion>l. OOOOOCK/sml ：Vc

20、rsi.on><sral：Position><srel：X>0. CK/sml:X><sre：Y>0. 0</sni：Y>ksrol: Z0 (X/ssml:Z>t/gml:Pocit joQSuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔圖12桌面加載傾斜模型數(shù)據(jù)（如圖13、圖14）:科可稱如（B常設每（1）DVDRWfeWiW：)422 用料 SO2GB'.scpf.KX'SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔SuperMap (Objec

21、t .NET 技術(shù)文檔圖13SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔CS W念 |o * wx* rwfLf < 產(chǎn)7嘆二丄ac*tf < *9" «*« -»- - t| * *>3"DF片E 八Itffl'ICfiSE "空祁m-2 .inuMts n0兌Qne*r b«k "”z«wwiB.1.3場景展示圖14直接加載OSGB原始文件實時渣染幀率達60幀左右J承載力溟穩(wěn)定性高。桌面、組飩iObject)SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔及容戶端

22、(iclient)都完美支持傾斜攝影模型積400平方公里刪魁養(yǎng)(如圖15、圖16、圖17、圖18目前測試最大面,數(shù)據(jù)量300GB .理論上還可刀支持更大的傾斜攝影模型數(shù)據(jù).SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔桌面及組件效果:15圖SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔射不*對 丄3N- pafqO! deiA|jadns:番必專T宰LI應圖18SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔3.2組件功能傾斜攝影模型GIS基礎功能分為以下部分:1. 二三維 F 化GIS功能結(jié)合二維GIS優(yōu)勢,我們采用疊加二維

23、矢量面的方式來解決傾斜模5基本GIS功能：圖査雇 性、雇性宜圖、周邊查詢、專題圖制作等。矢量面的高度模式采用新版本提供的依對象(ClampToObject) 高度模式。2. 壓平傾卅型為了滿足規(guī)劃等一些行業(yè)的應用r壓平傾斜模型即可達到拆除建筑物的效果,再置換成用戶的規(guī)劃邂滿足行業(yè)應用.3傾斜模型參與地表開挖實現(xiàn)地上地下GIS應用傾斜攝影模型也參與地表開挖。4.地形修改為了解決地形與模型的套合問題，sp2版本及后續(xù)版本提供另浣善地形修改功能。地形修改高度 模式為修改地形(ModifyTerrain)。5添力QZK面傾斜模型水面區(qū)域經(jīng)常有破洞,超圖三維水面符號可以補充f參數(shù)化的水面填充符號可以滿足

24、不 同區(qū)域的水體效果.6. 2.5D 啊 M下面痔詳介紹每個功能使用方法.3.2.1查屬性SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔實現(xiàn)傾斜攝影模型的選中高亮并查詢其雇性(如圖19所示1眞體操作方法如下：1)首先準備與f頃斜模型底面匹配的矢量面文件并將其導入SuperMap的UDB文件.2 )把矢量面數(shù)垢集添加到場冒中，芥設置其圖層的選擇集風格(Layer3D.Selection.Style )的高度模式為 依對象(ClampToObject '二:廳二爲SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔圖19SuperM

25、ap (Object .NET 技術(shù)文檔SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔關(guān)鍵代碼 設置矢墨圖層的選擇集風格高度模式m_Layer3DVector.Selection.Style.AltitudeMode = AltitudeMode.ClampToObject; 關(guān)鍵代碼選中的其實是矢ffi旬勵啲矢呈雇性信息數(shù)據(jù)集雇性查詢DatasetVector ObjDV=selections0.Layer. Dataset as DatasetVector;Fieldinfos fieldinfos=ObjDV.FieldInfos;Recordset recordset = Obj

26、DVGetRecprdset(false,CursorType.Dynamic); recordset.MoveTo(selections00-l);環(huán)字馳值for (int i = 0; i < fieldlnfos.Count; i+)recordset.GetFieldValue(i);矢量緩存屋性查詢Layer3DVectorFile layer3DVectorFile= selections0.Layer as Layer3DVectorFile;Fieldinfos fieldinfos = layer3DVectorFile. GetFieldlnfosO；歷每個字段的值f

27、or (int i = 0; i < fieldlnfos.Count; i+)layer3DVectorFile.GetFieldValueOfSelectedObject(i)3.2.2屬性查圖實現(xiàn)扇性査圖,也必須有疊加的矢星面圖層并設置其圖層的選癢集風格為依對象,根據(jù)SQL苣詢 條件語句（例如:name=w大別院"）,査詢開返回對象SmID添力選捋集中,如圖20所示:圖20/SQL查詢設置矢星圖層的選擇集風格高度模式m_Layer3DVector.Selection.Style.AltitudeMode = AltitudeMode.ClampToObject; m_sc

28、eneControl.Scene.Layers"矢集" SelectionAdd(int id);中的矢量圖層選擇集中注：目前只支持二維矢臺面buffer查詢?nèi)S面轉(zhuǎn)成二維面即可，如圖21所示:圖213.2.3周邊查詢傾斜攝影模型支持周邊查詢.通過疊加的矢量數(shù)據(jù).實現(xiàn)buffer查詢f并將查詢結(jié)果id添加到場景SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔關(guān)鍵代碼 設置矢量圖層的選擇集風格高度模式m_Layer3DVector.Selection.Style.AltitudeMode = AltitudeMode.C

29、lampToObject;III選中一個對象査詢方圍200米所有對象。III </summary> public void BufferQueryO獲取豊加矢呈面的數(shù)據(jù)集。DatasetVector msrcDatasetVector;緩沖區(qū)面DatasetVector bufferDataset =m_workspace.Datasources0 .Datasets. C佗ate(newDatasetVectorInfo(bufferNamer DatasetType.Region);/buffer查詢參數(shù)設置BufferAnalystParameter bufferAnalys

30、tParam = new BufferAnalystParameter(); bufferAnalystParam.E ndType = BufferEndType.Round;bufferAnalystParam.LeftDistance = 200;if (m.selectRegion = null)Int32 id = (m_sceneControl.Scene.FindSelection(true)(00;m.selectRegion = m_srcDatasetVector.QueryCSmID=" + id.ToString()r CursorType.Dynamic);

31、創(chuàng)建 buffer ( bufferDataset)Boolean isTrue = SuperMap.Analyst.SpatialAnalyst.BufferAnalystCreateBuffer.selectRegion, bufferDataset, bufferAnalystParam, false, true);進行誓加分析矢量數(shù)垢集中與bufferDataset相交的面QueryParameter para = new QueryParameter();para.SpatialQueryMode = SpatialQueryMode.Intersect;para.SpatialQ

32、ueryObject = bufferDataset;Recordset recordset = m_srcDatasetVector.Query(para);將査詢結(jié)果添加到場置矢量圖層選擇集中while (Jrecordset.lsEOF)m_sceneControl.Scene.Layers"矢星集" SelectionAdd(recordset.GetlDO)； recordset.MoveNext();3.2.4專題圖制作傾斜攝影模型支持各種類型專題圖制作，標簽專題圖.單值專題圖、分段專題圖制作。通過矢星圖22關(guān)鍵代碼設置專題圖層高度模式為依對氨 注意：是圖層的高

33、度模式.并日闕層的選擇集高度模式。以分段專題圖為例：void MakeThemeRange3D(Dataset dataset SceneControl msceneControl) Theme3DRange theme=new Theme3DRangeO；段子項Theme3DRangeltem iteml=new Theme3DRangeltem(); iteml.Start=double.MinValue;iteml.Style.AltitudeMode=AltitudeMode. ClampToObject; iteml.IsModellingStyleEnabled=true;Them

34、e3DRangeItem item6=new Theme3DRangeItem(); item6.Start=120;item6.Style.AltitudeMode=AltitudeMode. ClampToObject; item6.IsModellingStyleEnabled=true;設置分段表達式theme.RangeExpression=""theme.AddToTail(iteml);theme.AddToTail(item6);m.sceneControl.Scene.Layers.addfdatasetthemeArue/ LayerThemeRange

35、H );32.5壓平功能為滿足規(guī)劃等行業(yè)應用提供OSGB模型的壓平接口 f新壇Layer3DOSGBFile （基類Layer3D ）該類 型提供壓平OSGB模型的接，通過添加壓平區(qū)域即可實現(xiàn)OSGB模型“修改"模型的功能，置換用戶觀劃模型:,滿足行業(yè)應用，如圖23、圖24、圖25所示:方法字段:public int AddFlattenRegion(SuperMap.Data.Geometry geometry, string tag)添力Q壓平 區(qū)域，壓平區(qū)域內(nèi)模型，返回區(qū)域索引號，tag不能為null。public void ClearFlattenRegionsO濱除所有壓平

36、區(qū)域，回復模型初始狀態(tài).public SuperMap.Data.Geometry GetFlattenRegion(int index)根據(jù)索引號返回壓平區(qū)域?qū)?象public string GetFlattenRegionTag(int index)根站索引號返回區(qū)域 tag。public int IndexOfFlattenRegion(string tag)根鋸 tag 返回區(qū)域索弓I號.public bool RemoveFlattenRegion(int index)移除指點壓平區(qū)域public bool SetFlattenRegionTag(int index, string

37、tag)設置壓平區(qū)域 tag.public int FlattenRegionCount get;獲取壓平區(qū)域的個數(shù)。SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔圖23圖24SuperMap (Object .NET 技術(shù)文檔圖25相關(guān)代碼參考 Layer3DOSGBFile 類public int AddFlattenRegion(SuperMap.Data.Geometry geometry, string tag)添加壓平區(qū)域 r 壓平 區(qū)域內(nèi)模型，返回區(qū)域索引號，tag不能為null.置換模型添力場景中：msceneControl.Scene.Layers.add(datase

38、t Layer3DTypeDatasetr Layer3DType.Dataset,false); m_sceneControl.Scene.Layers.add( "dataName" r Layer3DType.Datasetf Layer3DType.KMLrfalse);3.2.6模型參與地表開挖為了滿足地上地下GIS功能應用（地下管網(wǎng)等），瞬U魁參與地表開挖（如圖26、圖27所示圖26圖27相關(guān)代碼設置場屢地下可見m.sceneControl.Scene.Underground.IsVisible = true;添加開挖區(qū)域m.sceneControl.Scene

39、.Globallmage.AddExcavationRegion(geometry, string.Format("0*r Index);3.2.7地形修改傾斜模型是數(shù)字地表模型，它本身包含了真實的地形高度.聲加早期的地形數(shù)揭會出現(xiàn)地形與模型不 匹配的問題r 7C sp2版本提供新的高度模式v修改地形來解決這個問題。在cad芟集圖層中編輯多邊形區(qū)域r設置其Style3D高度模式為ModifyTerrain r開設置其底部高程值，即可修改區(qū)域內(nèi)地形.地形修改可以參照如下代碼實現(xiàn),如圖28、圖29所示： 相關(guān)代碼如下:void TrackedHandler(DatasetVector d

40、ataset, Tracked3DEventArgs efdouble m.bottomAltitude) /蘇取繪制的壓平面Geometry3D geometry = e.Geometry;GeoRegion3D region = (geometry as GeoRegion3Di;Recordset recordset = dataset.GetRecordset(falser CursorType.Dynamic);GeoStyle3D style3D = new GeoStyle3D();設冒刪面對象高度模式為修改臟style3D.AItitudeMode = AltitudeMode.ModifyTerrain;設置面對象的底部高程值來修改地形if (m.bottomAltitude != 0)style3D.BottomAltitude = m_bottomAltitude;region .Style3D = style3D;