SuperMap10i倾斜摄影白皮书_v1.0.pdf

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超图研究院阅读须知：本资料的版权为北京超图软件股份有限公司所有，受文档编号： PC2019-03-25-01 《中华人民共和国著作权法》和著作权国际公约的保护。未经北京版本号： 10i-V1.0 超图软件股份有限公司书面许可，不得以任何方式或理由对该资料阅读范围： 全部 □客户 □合作伙伴的任何部分进行使用、复制、修改、抄录、传播或与其它产品捆绑 □销售 □研发 □售前 □售后使用、销售，侵权必究。公司相关人员也请严格按照右侧范围限制传播范围： 公开 □超图集团内部 □超图公司内部要求进行相关执行。文档类型： □销售工具 技术文档 □竞品 □其他 SuperMap GIS 10i 倾斜摄影白皮书北京超图软件股份有限公司超图研究院 2019.11.27

超图研究院目录第一章概述 ................................................................................................................................................................. 1 1.1 倾斜摄影 ........................................................................................................................................................ 1 1.2 倾斜摄影建模 ................................................................................................................................................ 2 第二章 SuperMap 倾斜摄影技术 ................................................................................................................................ 4 2.1 倾斜摄影模型原生接入 ................................................................................................................................ 5 2.2 坐标转换 ........................................................................................................................................................ 7 2.3 性能优化 ........................................................................................................................................................ 8 2.3.1 原生 LOD .............................................................................................................................................. 9 2.3.2 纹理压缩技术 ..................................................................................................................................... 9 2.3.3 合并根节点 ......................................................................................................................................... 9 2.3.4 动态调度 ........................................................................................................................................... 10 2.3.5 修改模型中心点 ............................................................................................................................... 10 2.3.6 创建空间索引 ................................................................................................................................... 10 2.3.7 大文件保存及其他 ........................................................................................................................... 10 2.4 基于分布式技术的倾斜摄影处理方案 ....................................................................................................... 11 2.5 效果修补 ...................................................................................................................................................... 14 2.5.1 水面效果修补 ................................................................................................................................... 14 2.5.2 地形修改 ........................................................................................................................................... 14 2.5.3 小尺度地物效果优化 ....................................................................................................................... 15 2.6 模型单体化 .................................................................................................................................................. 15 2.6.1 切割单体化 ....................................................................................................................................... 16 2.6.2 ID 单体化 ............................................................................................................................................ 16 2.6.3 动态单体化 ....................................................................................................................................... 16 2.7 功能与应用 .................................................................................................................................................. 19 2.7.1 空间运算 ........................................................................................................................................... 19 2.7.2 空间查询分析 ................................................................................................................................... 22 2.7.2.1 图查属性 ................................................................................................................................ 22 2.7.2.2 属性查图 ................................................................................................................................ 23 2.7.2.3 周边查询 ................................................................................................................................ 23 2.7.2.4 专题图制作 ............................................................................................................................ 24 2.7.3 三维空间分析 ................................................................................................................................... 25 2.7.3.1 通视分析 ................................................................................................................................ 25 2.7.3.2 可视域分析 ............................................................................................................................ 26 2.7.3.3 阴影率统计分析 .................................................................................................................... 26 2.7.3.4 天际线分析 ............................................................................................................................ 27 2.7.3.5 剖面线分析 ............................................................................................................................ 27 2.7.3.6 开敞度分析 ............................................................................................................................ 28 2.7.3.7 淹没分析 ................................................................................................................................ 29 2.7.4 应用分析 ........................................................................................................................................... 29 2.7.4.1 填挖方分析 ............................................................................................................................ 29 2.7.4.2 地表开挖分析 ........................................................................................................................ 30

超图研究院 2.7.4.3 控高分析 ................................................................................................................................ 31 2.7.4.4 压平功能 ................................................................................................................................ 31 2.7.4.5 辅助规划 ................................................................................................................................ 32 2.7.5 数据输出 ........................................................................................................................................... 34 2.7.5.1 生成 2.5D 地图 ....................................................................................................................... 34 2.7.5.2 生成 DSM、DOM 及立面图 .................................................................................................. 35 2.7.5.3 3D 打印 .................................................................................................................................... 35 第三章数据融合 ....................................................................................................................................................... 36 3.1 多源信息对齐 .............................................................................................................................................. 36 3.2 倾斜摄影与地形融合匹配........................................................................................................................... 36 3.3 倾斜摄影与道路、水面融合匹配 ............................................................................................................... 37 3.4 倾斜摄影与视频融合 .................................................................................................................................. 38 3.5 倾斜摄影与 BIM 融合匹配 ......................................................................................................................... 39 3.6 倾斜摄影与街景结合 .................................................................................................................................. 39 第四章三维数据标准 ............................................................................................................................................... 40 4.1 OGDC ............................................................................................................................................................ 41 4.2 S3M ................................................................................................................................................................ 42 4.3 三维 GIS 生态圈 .......................................................................................................................................... 45 第五章全系列产品支持 ........................................................................................................................................... 46 5.1 SuperMap iClient3D for WebGL ................................................................................................................... 47 5.2 SuperMap iMobile ......................................................................................................................................... 48 5.3 倾斜+GIS+VR .............................................................................................................................................. 49 第六章典型案例 ....................................................................................................................................................... 50 6.1 国家地质公园三维建模项目....................................................................................................................... 50 6.2 数字咸宁 ...................................................................................................................................................... 52 6.3 数字保定 ...................................................................................................................................................... 54 更多资源 ................................................................................................................................................................. 57

超图研究院第一章概述从早期的纸质地图到现在的电子地图、卫星影像，均是用特定的测绘语言对客观世界的抽象表达，这与真实地理环境还有较大的差距和不同。三维数据的出现带来了革命性的变化，使得客观表达现实三维世界成为可能。但是，三维数据获取成本是影响三维 GIS 大范围推广应用的因素。早期三维数据生产主要靠手工建模，导致生产成本高，生产时间周期长。这些因素制约了三维 GIS 的推广与应用。随着测绘技术的不断发展，新的三维数据获取手段不断涌现，尤其是倾斜摄影全自动化建模技术的出现，大大降低了三维数据生产的人工成本和时间周期，推动了三维 GIS 大范围的推广应用。但倾斜摄影建模数据存在着的数据量庞大、单体化困难等问题使得倾斜摄影建模数据还局限于“看一看”，而无法满足行业应用的需要。如何打破倾斜摄影建模数据在 GIS 应用中困难的局面，成为了主流三维 GIS 软件亟需解决的问题。 SuperMap 结合大量技术创新和应用实践，突破了倾斜摄影模型应用的难点，并提供了一套强大的倾斜摄影三维模型应用解决方案，开启了倾斜摄影+三维 GIS 应用的新篇章。 1.1 倾斜摄影倾斜摄影技术是通过在同一飞行平台上搭载多台传感器（如下图，目前常用的是五镜头相机），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。垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片（一组影像），镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片（四组影像）。 1

超图研究院图倾斜摄影倾斜摄影主要具有以下特点：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。 1.2 倾斜摄影建模倾斜摄影获取的倾斜影像经过影像加工处理，通过专用测绘软件可以生产倾斜摄影模型，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。  单体对象化的模型单体化的模型成果数据，利用倾斜影像的丰富可视细节，结合现有的三维线框模型（或者其他方式生产的白模型），通过纹理映射，生产三维模型，这种工艺流程生产的模型数据是对象化的模型，单独的建筑物可以删除、修改及替换，其纹理也可以修改。  非单体对象化的模型非单体化的模型成果数据，后面简称倾斜模型，这种模型采用全自动化的生产方式，模型生产周期短、成本低，获得倾斜影像后，经过匀光匀色等步骤，通过专业的自动化建模软件生产三维模型，这种工艺流程一般会经过多视角影像的几何校正、联合平差等处理流程（如下图）。 2

超图研究院图倾斜摄影数据处理流程其中，可运算生成基于影像的超高密度点云，点云构建 TIN 模型，并以此生成基于影像纹理的高分辨率倾斜摄影三维模型，因此也具备倾斜影像的测绘级精度。影像提取的中间数据效果图，如下图所示：图中间数据效果传统三维建模-软件，基于影像数据、CAD 平面图或者拍摄图片估算建筑物轮廓与高度等信息进行人工建模。这种方式制作出的模型数据精度较低，纹理与实际效果偏差较大，并且生产过程需要大量的人工参与；同时数据制作周期较长，造成数据的时效性较低，因而无法真正满足用户需要。倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的 3

外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。倾斜摄影建模具超图研究院有如下优势：  高真实感受益于测绘设备与技术的发展及进步，倾斜摄影数据可以实现非常好的现实世界还原。  高效率倾斜摄影建模目前已形成成熟的自动化生产系统，摆脱了对人工及专业技能的依赖。同时，模型的生产效率有效提升，大大降低了三维模型数据采集的经济代价和时间代价。以 50-80 平方公里的城区为例，飞行拍摄一天内可以完成，数据的自动化处理两周以内即可完成，若以多台服务器并行处理，生产周期还可以更短。依托于此优势，倾斜摄影方式建模可以实现更高频度的数据更新。  高精度目前倾斜摄影数据的量测精度误差已可控制到亚米级别。  生产成本低由于大幅降低了人工成本，倾斜摄影建模的生产成本约相当于人工建模成本的三至六成。第二章 SuperMap 倾斜摄影技术倾斜摄影技术和三维 GIS 的融合与发展，提升了倾斜摄影数据的应用价值，拓宽了摄影数据的应用领域。倾斜摄影技术涉及到多个领域，包括软硬件、航飞、建模和应用等多个环节。从上下游产业链的角度可以划分五个主要环节： 1)倾斜摄影航摄平台的研制，主要包括飞行平台(如动力三角翼、无人机等) 和倾斜摄影相机两大块； 2)倾斜摄影航飞，即具体承担航飞的实施，以获取倾斜影像数据； 3)倾斜摄影数据处理，主要包括基于倾斜影像的全自动或人工干预建模，以及大比例尺地形图测绘等，同时也能提供传统的 4D 产品(DSM、TDOM、DEM、 DLG 等)； 4)支持倾斜摄影数据成果的三维 GIS 平台的研制； 4

超图研究院 5)基于倾斜摄影数据成果和三维 GIS 平台的应用开发。在整个倾斜摄影产业链中（如下图），超图主要提供 GIS 基础平台，以及倾斜摄影与 GIS 的联合技术支持，关于上游的数据生产环节和下游的行业应用环节，超图也联合我们上下游的合作伙伴共同为用户提供联合解决方案。图倾斜摄影产业链倾斜摄影数据在生产成本、生产周期及真实性、精确度方面具有明显优势，推动三维 GIS 应用持续快速发展。SuperMap 在倾斜摄影数据的高性能加载、对象化管理及专业空间分析方面实现了众多技术创新，提升了倾斜摄影数据的应用价值，拓宽了倾斜摄影数据的应用领域。 2.1 倾斜摄影模型原生接入倾斜摄影模型技术应用日益广泛，大量的倾斜摄影模型数据随之产生，这些数据都有一个共同的特征：数据量庞大。如何高效加载与流畅显示这些倾斜摄影模型数据，成为摆在用户面前的一大难点。 SuperMap GIS 提供了一项便捷高效的模型加载机制，无需经历数据导入和格式转换的过程，只需要一个配置文件，就可以实现直接加载 OSGB 文件格式的原始模型数据，如下图所示。此项模型加载机制保证了 SuperMap GIS 产品对于倾斜摄影建模数据的海量承载力与快速加载、实时渲染的效果。 5

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