超图倾斜摄影解决方案(技术白皮书)

1、超图倾斜摄影解决方案技术白皮书北京超图软件股份有限公司中国北京1.概述 2倾斜摄影建模技术2.1 倾倾影菌莫42.2 倾斜国内外关拯72.3 倾諏影謝莫的优势73.超图技术瞬方案93.1 模動口载93.1.1 OSGB 文件93.1.2 OSGB索引工具93.1.3 场景展示123.2 组件功能153.2.1 图查属性153.2.2 属性查图163.2.3 周边查询173.2.4 专题图制作183.2.5 压平功能193.2.6 模型参与礦开挖213.2.7 地形修改223.2.8 添加水面243.2.9 2.5D地图数据曲241. 概述随看测绘技术的不断发展r新的G1S基护方式不断涌现,三维

2、模型的生产工艺也日新月异.倾斜嘆型就量一个很好的例子,为了降低人工成本,提高生产效率,城市级的模型建设任务逐渐被倾斜 摄影方式所代替 超图JII融时代的步伐 提供礴4摄影模型的支瘴平台SuperMap iObjects .NET 7C sp2 f 该版本及后续版本提供支持该模型.通过本文的学习,您可以拿握以下内容:1. 倾斜建模技术1）倾斜摄影建模2）国内外关注度3）倾斜摄影建模的优势2. 超图技术解决方秦1）倾斜模型数据加载2）倾斜模型功能说明SuperMap (Object .NET 技术文档2. 倾斜摄影建模技术倾斜摄影建模：多角度航拍芾有倾斜角度的影像,通过专业的建模处理软件，全自动的

3、生成模型的过 程（仅需要礴4影像）。2.1倾斜摄影建模要了解1W4摄影建模首先得了解倾斜摄影,礴I摄影（oblique image ）是扌旨由虽翩角的航摄相 机所获取的影像。倾斜摄影技术量国际躺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 上搭裁多台传感器，同时从垂直、礴4等不同角度采集影像，获取地面物休更为丸整准确的信息。仅由倾 斜模型生成三维模型的过程就是倾斜摄影建模，如图1所示。倾斜想影有以下特点: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）具有较高的分苗率和较大视场角。3 ）同一地物具有多重分辨率的彩像。4 ）倾斜影像地物遮拦现象较突出。倾斜摄影测量技术

4、一般包含以下处理艇，如图2所示:SuperMap (Object .NET 技术文档图2倾斜摄影自动化生成的模型本质上是mesh模型，自动化软件一跆过几何校正、联合平差等处理流 程,可运算生成基于真实影像的超高密度点云,并以此生成基于真实影像纹理的高分辨率实黒三维模型. 点云效果图f如图3所示:图3点云构建TIN模型.如图4.图5所示:SuperMap (Object .NET 技术文档¥JA、纹理映射构建頁实三维模型如图6所示:SuperMap (Object .NET 技术文档2.2倾斜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Smar

5、t3DCapture.基于图开彳运算单元GPU的快速三维场霍运算软件，可运算 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彊模型. 国内使用该软件的公司单位（腾讯、广州红鹏、上海航谨、四维数创、河绘院、四川测绘院、湖 南第二测绘院等L2 ）法国INFOTERRA公司的像素工厂（Pixel Factory ）StreetFactory子系统通过对获得的（鞠影像进行几何处理、多视匹配、二角网构建,提取典型地物的纹理特征，TT对该纹理进行可视化处理，最终得 到三维模型。3 ）莫国苹杲公司收购C3公司所采用自动建模技术。4 ）美国 Pictometry 公司的 P

6、ictometry 倾斜影像处理软件提供了 EFS （ Electronic Field Study ）5）国内有多家企业及单位对倾斜模型也有t黴深入的研究，形成自己独特的模型工艺流程。23倾斜摄影建模的优势倾斜摄影获取多个视角影像.全方位获取地物信息.相比传统建模方式更为快捷获取建筑物的顶部及 侧面纹理信息.通过专业的数据处理软件能够快速生成三维模型，还原真实世界。传统建模与倾斜摄影模 型对比，如图7所示：真实度手工模型倾斜测量效果更美观、更主观无人工干预、更真实精度估算值测绘级精度数据呈现不能完全展示所有要素全要素呈现数据类型模型面片数据DSM+影像制作周期效率低、周期较长效率高、周期短制

7、作成本成本相对较高成本相对低图7图8SuperMap (Object .NET 技术文档3. 超图技术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F化GIS解 决方氯下面将从倾斜模型加载及实时渲染和斜模型的GIS基皈能两个方面具体的展示。3.1模型加载SuperMap 7C sp2 .NET组件提供新的三维图层Layer3DOSGBFile，该图层可以加载osgb格式的倾 斜模型，由于osgb文件较多,我"保用索引文件（U卬）的方式加载。下面将详细的介绍模型的加敦及 倾斜模型在超图三维场彊中的效果3.1.1 OSGB 文件倾斜摄影自动建模可以

8、生成多种数US格式的模型f包括obj、osg （osgb dae等通用的兼容格式,超图支持OSGB格式的倾斜模型文件，它自帝超过20级金字塔级别的模型精度等级充分利用LOD结构r加载速度快我"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包括四叉树、丿収树、任意。如图9所示：3.1.2 OSGB索引工具为了更方便的加载osgb模型数据,我仆堪供了 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101双击OSGB索引文件生成器.exe工具，输入osgb文件夹路径，按 下回车健即可生成iscp文件（如图11 xSuperMap (Object .NET 技术文档tAWork'OSGB沪品化OGB索引文件生成器exe图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数据插入点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>模型文件相对于根节 点的相对路径 同一目录下，只加载 一个的osgb文件即可图11该文件包含xml文件头、（劇模型插入点位置、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12 ）:SuperMap (Object .NET 技术文档<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>近爭厂文仪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 技术文档SuperMap (Object .NET 技术文档图12桌面加载倾斜模型数据（如图13、图14）:科可稱如（B常设每（1）DVDRWfeWiW：)422 用料 SO2GB'.scpf.KX'SuperMap (Object .NET 技术文档SuperMap (Objec

21、t .NET 技术文档图13SuperMap (Object .NET 技术文档CS W念 |o * wx* rwfLf < 产7叹二丄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场景展示图14直接加载OSGB原始文件实时渣染帧率达60帧左右J承载力溟穩定性高。桌面、组饨iObject)SuperMap (Object .NET 技术文档及容户端

22、(iclient)都完美支持倾斜摄影模型积400平方公里删魁養(如图15、图16、图17、图18目前测试最大面,数据量300GB .理论上还可刀支持更大的倾斜摄影模型数据.SuperMap (Object .NET 技术文档SuperMap (Object .NET 技术文档桌面及组件效果:15图SuperMap (Object .NET 技术文档射不*对 丄3N- pafqO! deiA|jadns:番必專T宰LI应图18SuperMap (Object .NET 技术文档3.2组件功能倾斜摄影模型GIS基础功能分为以下部分:1. 二三维 F 化GIS功能结合二维GIS优势,我们采用叠加二维

23、矢量面的方式来解决倾斜模5基本GIS功能：图査雇 性、雇性宜图、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. 压平倾卅型为了满足规划等一些行业的应用r压平倾斜模型即可达到拆除建筑物的效果,再置换成用户的规划邂满足行业应用.3倾斜模型参与地表开挖实现地上地下GIS应用倾斜摄影模型也参与地表开挖。4.地形修改为了解决地形与模型的套合问题，sp2版本及后续版本提供另浣善地形修改功能。地形修改高度 模式为修改地形(ModifyTerrain)。5添力QZK面倾斜模型水面区域经常有破洞,超图三维水面符号可以补充f参数化的水面填充符号可以满足

24、不 同区域的水体效果.6. 2.5D 啊 M下面痔详介绍每个功能使用方法.3.2.1查属性SuperMap (Object .NET 技术文档SuperMap (Object .NET 技术文档实现倾斜摄影模型的选中高亮并查询其雇性(如图19所示1眞体操作方法如下：1)首先准备与f顷斜模型底面匹配的矢量面文件并将其导入SuperMap的UDB文件.2 )把矢量面数垢集添加到场冒中，芥设置其图层的选择集风格(Layer3D.Selection.Style )的高度模式为 依对象(ClampToObject '二:厅二爲SuperMap (Object .NET 技术文档图19SuperM

25、ap (Object .NET 技术文档SuperMap (Object .NET 技术文档关键代码 设置矢墨图层的选择集风格高度模式m_Layer3DVector.Selection.Style.AltitudeMode = AltitudeMode.ClampToObject; 关键代码选中的其实是矢ffi旬勵啲矢呈雇性信息数据集雇性查询DatasetVector ObjDV=selections0.Layer. Dataset as DatasetVector;Fieldinfos fieldinfos=ObjDV.FieldInfos;Recordset recordset = Obj

26、DVGetRecprdset(false,CursorType.Dynamic); recordset.MoveTo(selections00-l);环字馳值for (int i = 0; i < fieldlnfos.Count; i+)recordset.GetFieldValue(i);矢量缓存屋性查询Layer3DVectorFile layer3DVectorFile= selections0.Layer as Layer3DVectorFile;Fieldinfos fieldinfos = layer3DVectorFile. GetFieldlnfosO；历每个字段的值f

27、or (int i = 0; i < fieldlnfos.Count; i+)layer3DVectorFile.GetFieldValueOfSelectedObject(i)3.2.2属性查图实现扇性査图,也必须有叠加的矢星面图层并设置其图层的选痒集风格为依对象,根据SQL苣询 条件语句（例如:name=w大別院"）,査询开返回对象SmID添力选捋集中,如图20所示:图20/SQL查询设置矢星图层的选择集风格高度模式m_Layer3DVector.Selection.Style.AltitudeMode = AltitudeMode.ClampToObject; m_sc

28、eneControl.Scene.Layers"矢集" SelectionAdd(int id);中的矢量图层选择集中注：目前只支持二维矢臺面buffer查询三维面转成二维面即可，如图21所示:图213.2.3周边查询倾斜摄影模型支持周边查询.通过叠加的矢量数据.实现buffer查询f并将查询结果id添加到场景SuperMap (Object .NET 技术文档SuperMap (Object .NET 技术文档关键代码 设置矢量图层的选择集风格高度模式m_Layer3DVector.Selection.Style.AltitudeMode = AltitudeMode.C

29、lampToObject;III选中一个对象査询方圍200米所有对象。III </summary> public void BufferQueryO获取豊加矢呈面的数据集。DatasetVector msrcDatasetVector;缓冲区面DatasetVector bufferDataset =m_workspace.Datasources0 .Datasets. C佗ate(newDatasetVectorInfo(bufferNamer DatasetType.Region);/buffer查询参数设置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、创建 buffer ( bufferDataset)Boolean isTrue = SuperMap.Analyst.SpatialAnalyst.BufferAnalystCreateBuffer.selectRegion, bufferDataset, bufferAnalystParam, false, true);进行誓加分析矢量数垢集中与bufferDataset相交的面QueryParameter para = new QueryParameter();para.SpatialQueryMode = SpatialQueryMode.Intersect;para.SpatialQ

32、ueryObject = bufferDataset;Recordset recordset = m_srcDatasetVector.Query(para);将査询结果添加到场置矢量图层选择集中while (Jrecordset.lsEOF)m_sceneControl.Scene.Layers"矢星集" SelectionAdd(recordset.GetlDO)； recordset.MoveNext();3.2.4专题图制作倾斜摄影模型支持各种类型专题图制作，标签专题图.单值专題图、分段专题图制作。通过矢星图22关键代码设置专题图层高度模式为依对氨 注意：是图层的高

33、度模式.并日闕层的选择集高度模式。以分段专题图为例：void MakeThemeRange3D(Dataset dataset SceneControl msceneControl) Theme3DRange theme=new Theme3DRangeO；段子项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;设置分段表达式theme.RangeExpression=""theme.AddToTail(iteml);theme.AddToTail(item6);m.sceneControl.Scene.Layers.addfdatasetthemeArue/ LayerThemeRange

35、H );32.5压平功能为满足规划等行业应用提供OSGB模型的压平接口 f新壇Layer3DOSGBFile （基类Layer3D ）该类 型提供压平OSGB模型的接，通过添加压平区域即可实现OSGB模型“修改"模型的功能，置换用户观划模型:,满足行业应用，如图23、图24、图25所示:方法字段:public int AddFlattenRegion(SuperMap.Data.Geometry geometry, string tag)添力Q压平 区域，压平区域内模型，返回区域索引号，tag不能为null。public void ClearFlattenRegionsO濱除所有压平

36、区域，回复模型初始状态.public SuperMap.Data.Geometry GetFlattenRegion(int index)根据索引号返回压平区域对 象public string GetFlattenRegionTag(int index)根站索引号返回区域 tag。public int IndexOfFlattenRegion(string tag)根鋸 tag 返回区域索弓I号.public bool RemoveFlattenRegion(int index)移除指点压平区域public bool SetFlattenRegionTag(int index, string

37、tag)设置压平区域 tag.public int FlattenRegionCount get;获取压平区域的个数。SuperMap (Object .NET 技术文档图23图24SuperMap (Object .NET 技术文档图25相关代码参考 Layer3DOSGBFile 类public int AddFlattenRegion(SuperMap.Data.Geometry geometry, string tag)添加压平区域 r 压平 区域内模型，返回区域索引号，tag不能为null.置换模型添力场景中：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模型参与地表开挖为了滿足地上地下GIS功能应用（地下管网等），瞬U魁参与地表开挖（如图26、图27所示图26图27相关代码设置场屡地下可见m.sceneControl.Scene.Underground.IsVisible = true;添加开挖区域m.sceneControl.Scene

39、.Globallmage.AddExcavationRegion(geometry, string.Format("0*r Index);3.2.7地形修改倾斜模型是数字地表模型，它本身包含了真实的地形高度.聲加早期的地形数揭会出现地形与模型不 匹配的问题r 7C sp2版本提供新的高度模式v修改地形来解决这个问题。在cad芟集图层中编辑多边形区域r设置其Style3D高度模式为ModifyTerrain r开设置其底部高程值，即可修改区域内地形.地形修改可以参照如下代码实现,如图28、图29所示： 相关代码如下:void TrackedHandler(DatasetVector d

40、ataset, Tracked3DEventArgs efdouble m.bottomAltitude) /蘇取绘制的压平面Geometry3D geometry = e.Geometry;GeoRegion3D region = (geometry as GeoRegion3Di;Recordset recordset = dataset.GetRecordset(falser CursorType.Dynamic);GeoStyle3D style3D = new GeoStyle3D();设冒删面对象高度模式为修改臟style3D.AItitudeMode = AltitudeMode.ModifyTerrain;设置面对象的底部高程值来修改地形if (m.bottomAltitude != 0)style3D.BottomAltitude = m_bottomAltitude;region .Style3D = style3D;