摘 要：傾斜攝影實(shí)景三維模型是由連續(xù)的三角網(wǎng)通過(guò)紋理貼圖組成，模型上各地理要素具有“一張皮”的特點(diǎn)。針對(duì)無(wú)法管理與編輯模型上各地理對(duì)象的問(wèn)題，該文提出基于傾斜攝影實(shí)景模型進(jìn)行單體化建模的技術(shù)方法，通過(guò)對(duì)三維模型進(jìn)行單體化操作，得到能夠精確表達(dá)三維產(chǎn)權(quán)關(guān)系、且與地形匹配良好的三維地籍模型，為模型中地理對(duì)象屬性的查詢(xún)、管理和應(yīng)用提供方便；對(duì)明晰表達(dá)三維空間中的權(quán)屬狀況，減少法律糾紛，對(duì)其他省市的相關(guān)三維地籍項(xiàng)目有借鑒價(jià)值和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：三維模型；傾斜攝影；單體化；三維地籍；單體化建模

中圖分類(lèi)號(hào)：P231 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2024）31-0142-04

Abstract： The 3D model of oblique photography is composed of a continuous triangular network through texture mapping， and the various physical elements on the model have the characteristics of "one skin." Aiming at the problem that it is impossible to manage and edit geographical objects on the model， this paper proposes a technical method for singulation modeling based on oblique photographic real-life models. By singulation operations on the 3D model， a 3D cadastral model that can accurately express the 3D property rights relationship and matches the terrain well is obtained， providing convenience for the query， management and application of geographical object attributes in the model. Therefore， it has reference value and guidiSlNVYX11NO7unp+KPu15VQ==ng significance for clearly expressing the ownership status in three-dimensional space， reducing legal disputes， and related three-dimensional cadastral projects in other provinces and cities.

Keywords： 3D model; oblique photography; singulation; 3D cadastral; singulation modeling

“單體化”是指能夠選擇且管理組織的單個(gè)實(shí)體對(duì)象，也就是可以直接查看相應(yīng)的對(duì)象，能夠顯示、管理和查詢(xún)各個(gè)地物要素的屬性。從成果中進(jìn)行相應(yīng)的矢量化操作，將矢量化圖層作為單體化的分類(lèi)圖層。模型的建立必須與具體情況密切結(jié)合，把需要單獨(dú)管理的對(duì)象來(lái)以獨(dú)立模型進(jìn)行構(gòu)建，這便是單體化?？偟膩?lái)看，傾斜攝影全自動(dòng)化的模型建立需要遵循如下步驟：結(jié)合傾斜影像資料來(lái)對(duì)點(diǎn)云直接提取，然后經(jīng)過(guò)抽稀處理后可以建立不規(guī)則的不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN），把影像中提取的真實(shí)紋理映射到模型里。

所謂單體化，指的是將分類(lèi)圖層加入到傾斜模型中，從而直接從渲染角度來(lái)完成單體化處理。相應(yīng)的操作實(shí)現(xiàn)機(jī)制的基本過(guò)程如下：通過(guò)矢量面來(lái)對(duì)網(wǎng)格模型內(nèi)的區(qū)域范圍來(lái)進(jìn)行評(píng)估和判斷，盡可能將其與模型表面相切合。如此一來(lái)，便可以有效地確保模型的整體數(shù)據(jù)分析動(dòng)態(tài)性和處理高效性。單體化的效果是將其“對(duì)象化”以便能夠被應(yīng)用和管理，而非需要將地物從模型中物理切割出來(lái)[1]。

數(shù)據(jù)制作方面。一般情況下，需要提取相應(yīng)配套矢量底面來(lái)完成數(shù)據(jù)的制作。在渲染環(huán)節(jié)上，動(dòng)態(tài)單體化會(huì)對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)覆蓋模型。

三維渲染方面。采用動(dòng)態(tài)單體化能夠有效將矢量地面直接套合到模型中。此種操作方法，對(duì)系統(tǒng)硬件要求并非非常嚴(yán)格，只要計(jì)算機(jī)軟件支持渲染效果即可。

數(shù)據(jù)應(yīng)用方面。動(dòng)態(tài)單體化不但符合應(yīng)用需求，同時(shí)能夠在不破壞源數(shù)據(jù)的前提下完成二維、三維數(shù)據(jù)一體化，有助于將二維GIS技術(shù)應(yīng)用到三維場(chǎng)景中，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)地籍模型的選中、查詢(xún)、管理等。

1 三維網(wǎng)格3DML

3DML數(shù)據(jù)可以將3Dmesh圖層、單體化特征圖層、屬性數(shù)據(jù)和空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)等更好地結(jié)合起來(lái)。

添加、刪除、修改和查詢(xún)傾斜模型數(shù)據(jù)。例如基于字段或空間信息查找和突出顯示相應(yīng)的模型，以及實(shí)時(shí)更新和修改字段信息。

管理傾斜模型數(shù)據(jù)庫(kù)。3DML數(shù)據(jù)可以很容易地上傳到PostgreSQL、SQL和Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，這有助于更好地管理模型數(shù)據(jù)庫(kù)。

簡(jiǎn)單發(fā)布三維數(shù)據(jù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。將多源模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三維模型，從而快速、流暢、便攜地發(fā)布[2]。

2 傾斜模型單體化過(guò)程

2.1 三維模型立體測(cè)圖

本項(xiàng)目應(yīng)用真實(shí)三維場(chǎng)景進(jìn)行裸眼測(cè)圖，區(qū)別以往佩戴立體眼鏡在立體環(huán)境下進(jìn)行測(cè)圖，直接由三維模型上生產(chǎn)矢量數(shù)據(jù)。通過(guò)快速獲取測(cè)區(qū)內(nèi)平面和高程信息，從而提高成果精度和工作效率，為大比例尺數(shù)字測(cè)圖任務(wù)提供了可行的技術(shù)方案。該項(xiàng)目形成的測(cè)圖工藝流程將在地籍調(diào)查、不動(dòng)產(chǎn)登記、宅基地測(cè)量與危險(xiǎn)地區(qū)大比例尺測(cè)圖工作中發(fā)揮重要作用。在生產(chǎn)中給地物賦予CASS編碼，采集房屋時(shí)可完成房檐改正、房屋層數(shù)等屬性信息錄入，并將成果直接輸出到CASS成圖[3]。如圖1所示。

測(cè)圖工作完成后，對(duì)數(shù)字線(xiàn)劃圖的要素精度通過(guò)人工實(shí)測(cè)的方式檢核。精度合格后，人工外業(yè)進(jìn)行地籍調(diào)查，獲得地籍?dāng)?shù)據(jù)。調(diào)查結(jié)果應(yīng)依據(jù)相應(yīng)規(guī)范登記入庫(kù)。界址點(diǎn)、線(xiàn)、面調(diào)查依據(jù)相關(guān)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、測(cè)量等資料以及法律文件等，在實(shí)地對(duì)三維產(chǎn)權(quán)體的界址點(diǎn)、界址線(xiàn)及界址面進(jìn)行判斷識(shí)別等調(diào)查工作。建筑物調(diào)查是對(duì)三維產(chǎn)權(quán)體內(nèi)建筑物的結(jié)構(gòu)、層數(shù)、名稱(chēng)、權(quán)屬等內(nèi)容進(jìn)行調(diào)查登記[4]。

2.2 CASS圖轉(zhuǎn)換為Shapefile格式

將矢量化后的CASS數(shù)據(jù)導(dǎo)入到ArcGIS軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和相應(yīng)拓?fù)潢P(guān)系檢查。在導(dǎo)入以及轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)后，將矢量面圖層添加拓?fù)湟?guī)則，檢測(cè)出矢量表面的重疊部分，并刪除重疊的表面。在處理之后，需要給矢量面賦予屬性信息，根據(jù)外業(yè)人工地籍調(diào)查結(jié)果和現(xiàn)有數(shù)據(jù)，可以將屬性信息賦予到建筑物的表面，這為后續(xù)的單體化奠定了基礎(chǔ)。在生產(chǎn)完成之后，需要手動(dòng)進(jìn)行交互式質(zhì)量檢查以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。矢量化后成圖如圖2所示。

2.3 傾斜模型與分類(lèi)圖層集成

利用CityBuilder軟件以二維矢量數(shù)據(jù)為管理基礎(chǔ)，將居民地的Shapefile數(shù)據(jù)圖層作為分類(lèi)圖層進(jìn)行單體化，從而更好地將傾斜模型應(yīng)用到三維地籍管理系統(tǒng)[5]。

2.3.1 傾斜模型原始OSGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后其組織結(jié)構(gòu)被寫(xiě)入到XML文件中，通過(guò)讀取XML文件來(lái)快速調(diào)度三維場(chǎng)景。如圖3所示。2.3.2 LODTreeExport.XML文件

LODTreeExport.XML文件主要描述的是模型所在的地理坐標(biāo)系與模型中心點(diǎn)位置信息，其中的Local標(biāo)簽是傾斜模型中心的位置信息，存儲(chǔ)的是傾斜模型XML文件的路徑。如圖4所示。

2.3.3 套合分類(lèi)圖層生成3DML

本文通過(guò)使用CASS圖轉(zhuǎn)換的Shapefile格式數(shù)據(jù)作為分類(lèi)圖層，并且通過(guò)ArcGIS工具添加地籍的屬性信息，從而可以提取與傾斜模型最貼合的分類(lèi)圖層。屬性信息可以通過(guò)空間關(guān)聯(lián)的方法相關(guān)聯(lián)。通過(guò)在CityBuilder中讀取LODTreeExport.XML網(wǎng)格模型來(lái)加載傾斜模型，再添加矢量分類(lèi)圖層和轉(zhuǎn)換后的傾斜模型。如圖5所示。

3 多層結(jié)構(gòu)人工建模

對(duì)于多層結(jié)構(gòu)的建筑，需要利用DP Modeler軟件進(jìn)行人工單體化建模，從而更清晰地表達(dá)三維地籍產(chǎn)權(quán)體的位置及空間特征，具有真實(shí)的紋理效果，方便地籍的日常管理工作。

打開(kāi)解決方案資源管理器的DP Modeler文件，右鍵“新建”，輸入名稱(chēng)。

打開(kāi)自由視圖界面，尋找目標(biāo)建筑。打開(kāi)工具箱的建模選項(xiàng)，點(diǎn)擊“基礎(chǔ)面”工具，點(diǎn)擊屋頂邊緣采集高程信息，在選擇頂部邊緣時(shí)，選擇較平坦位置。如圖6所示。

在相機(jī)視圖中選擇垂直影像，在投影視圖中顯示影像。在創(chuàng)建工具選擇多邊形、矩形面等，在投影視圖中勾勒屋頂輪廓線(xiàn)。再進(jìn)一步查看模型與影像套合情況來(lái)調(diào)整模型位置，通過(guò)選擇傾斜影像來(lái)判斷高度，擠出柱體，建立房屋主體。如圖7所示。

選擇建筑要素，進(jìn)行自動(dòng)紋理映射，再選擇需要修改的紋理，打開(kāi)相機(jī)試圖從中挑選無(wú)遮擋或遮擋較少的紋理，通過(guò)PS 修改并保存，重新加載，建模完成。如圖8所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要探討了傾斜模型單體化的方法、三維網(wǎng)格3DML以及傾斜模型單體化的過(guò)程，通過(guò)Shapefile數(shù)據(jù)圖層對(duì)傾斜模型進(jìn)行單體化操作及屬性的掛接，對(duì)于多層結(jié)構(gòu)建筑物進(jìn)行人工建模，得到能夠精確表達(dá)三維產(chǎn)權(quán)關(guān)系、且與地形匹配良好的三維地籍模型，從而有利于開(kāi)展三維地籍日常管理工作，為日后三維地籍的發(fā)展提供了指導(dǎo)意義和借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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