职业｜三维GIS技能六大新进展-亚洲ca88官方网站

　　近两年，实景三维我国建造、新基建下的BIM+GIS、CIM、数字孪生、天然资源三维立体 “ 一张图 ” 和疆土空间规划等运用需求的呈现，一起推进着三维GIS技能不断创新开展，然后打造出多职业、新式的三维GIS运用。在SuperMap GIS 10i(2020)新版别（下称新版别）中，新一代三维GIS技能系统完成了全新晋级。本文具体介绍新一代三维GIS技能系统的六大新进展。

　　2018年，SuperMap在空间数据模型方面进行了全面升维，从二维网络升维到三维网络，从点、线、面升维到三维体，从不规矩三角网 (TIN) 升维到不规矩四面体网格 (TIM)，从栅格升维到体元栅格，然后构建了全空间表达的数据模型系统。

　　三维体目标模型可表达有清晰鸿沟的三维体目标，三维场数据模型可表达接连的、非匀质的三维特点场。新版别供给了三体和体元栅格两类数据模型彼此转化的功用。体元栅格经过提取等值面，能够提取出三维体目标；三维体目标经过体素化，能够转化为体元栅格。

　　例如，怎么完成在三维体目标上叠加非匀质的特点场？这就需求选用体素化的办法。首要，咱们需将三维体数据模型体素化，转化为体元栅格（可将无效的区域过滤，展现整个修建物的外概括），然后，体元栅格与非匀质的特点场进行代数运算，就能够得到叠加特点场的修建模型。

　　再例如，怎么从地震波速场中提取某个波速值的 3D 结构？这就能够运用提取等值面的办法，从体元栅格表达的地震波速场中，提取某个波速值的三维体数据模型。

　　从根据 GPU 的三维空间剖析到根据 GPU 的三维空间查询的技能演进进程大致分为三个阶段。

　　第 一 阶 段：2014 年，SuperMap GIS 供给了一整套根据GPU 的三维空间剖析和表达功用，能够在三维场景中交互地获取三维空间剖析的成果，并实时的烘托出来（见图6左上）。

　　第 二 阶 段：2017 年，SuperMap GIS 支撑了将根据GPU 的三维空间剖析的成果输出为三维体目标。例如，可视化剖析后输出表达可视规模的可视体，暗影率剖析后输出表达暗影规模的暗影体（见图6右上）。

　　第三阶段：本年，SuperMap GIS 支撑了根据剖析成果（三维体目标）进一步完成根据 GPU 的三维空间查询才能，可实时回来查询成果。例如，在天际线剖析时，根据实时构建的天际线限高体，能够进一步实时查询出与它相交、相离的目标 ID；又如，将某一摄像头作为调查点构建可视体，能够进一步实时查询出可视体中包含的三维目标，并实时回来目标ID；实时空间查询功用也能够运用于空域办理范畴，可实时查询飞机进入哪个空管区域；别的，根据实时框选的才能能够查询三维目标，而且根据查询成果能够进行求交、求并、求差运算，该功用被广泛运用于 BIM 职业（见图6下）。

　　咱们还将根据GPU的实时三维空间剖析和表达才能运用于地质体范畴。在三维场景中，能够对地质体进行实时剖面剖析、实时裁剪剖析以及实时开挖，检查地块下方和周边的地质层散布。新版别还能够经过爆破、夸大等表达方式完成对地质体的实时表达，以及对地质体构建虚拟钻孔，可实时检查钻孔信息。

　　SuperMap 的合作伙伴青岛市勘察测绘研究院将上述才能运用于青岛市地质信息辅佐决议方案系统中，经过实时开挖、剖切等才能，实时检查地质层的结构散布，然后为地下工程危险评价等供给支撑。

　　新版别中，咱们优化了印象 / 地势（TIN/ 栅格）瓦片缓存、TIN缓存和歪斜拍摄模型等数据的加载/下载功能以及运算功能。针对印象 / 地势（TIN/ 栅格）瓦片缓存，经过支撑块存储、批量下载以及针对印象新增 WebP 紧缩等优化办法，下载功能提高了2~5 倍，而且新增支撑存储至 MongoDB。

　　TIN 瓦片不只能够表达地势外表，还能够支撑更多的运算才能，由于它很好地保留了特征点，比较栅格瓦片能够更精确地表达，还能够更精确地护坡处理地势和开挖地道。凭借 TIN 瓦片的运算才能，能够将 TIN 瓦片广泛运用于交通、铁路等职业。所以针对 TIN 瓦片，新版别提高了镶嵌、开挖、裁剪以及根据地势提取点 / 线 / 面高程值等运算功能，而且优化了鸿沟作用，而且新增支撑经过点集、等高线直接生成 TIN 瓦片。

　　歪斜拍摄模型是别的一类常用的三维数据。本年，新版别提高了根据模型提取点、线、面的运算功能；新增纹路重映射算子，优化模型纹路的存储；优化兼并根节点，提高全幅下载 / 加载功能；新增支撑模型存储至SQLite/MongoDB。

　　CityGML合适表达和存储三维实体目标以及三维实体目标之间的拓扑和语义信息，适用于新式根底测绘范畴。GIM格局是国网电力三维模型交流规范格局，被广泛运用于电力职业。

　　上一年，SuperMap GIS根据散布式技能，供给了歪斜拍摄模型、激光点云、地势 / 印象等的散布式处理才能。本年，SuperMap GIS还新增支撑对手艺建模数据、BIM数据进行散布式处理。由此根据散布式技能完成了惯例三维数据的高效全流程办理才能。

　　为更便利用户建立三维数据自动化处理事务流，新版别还供给了三维数据地舆处理 (GP) 东西和算子，SuperMap iDesktopX供给一款地舆处理编辑器，便利用户调整和构建GP文件，SuperMap iServer 供给地舆处理服务，可完成GP文件复用、发布。下图中高亮部分是GP算子支撑散布式核算，SuperMap GIS后续会供给更多支撑散布式核算的GP算子。

　　早在 2017 年 9 月，S3M 格局就在GitHub开源了。在2019年8月《空间三维数据模型格局》(S3M)规范，正式施行。在规范施行之后，很多厂商提出了新需求：除了本地拜访S3M数据，是否能够经过在线M在线服务？所以，SuperMap 与天然资源部信息中心、国家根底地舆信息中心、我国城市规划规划研究院、上海市测绘院、深圳市规划疆土房产信息中心以及黄河勘察规划规划研究院有限公司共7家单位，联合编制了《空间三维模型服务接口》规范。该规范于2020年9月7日正式发布，并于2020年10月7日起正式施行。

　　《空间三维模型数据服务接口》规范是S3M格局规范的配套规范，适用于S3M数据的 Web发布和拜访，规则了S3M数据服务的基本要求、整体结构和接口界说。

　　别的，本年有更多可视化厂商对接了S3M规范。上一年，很多歪斜拍摄建模软件（包含深圳珠科Altizure、东方道尔 P3BJet、大势才智重建大师(GET3D)、瞰景科技 Smart3D 2019、大疆智图DJI Terra），对接了S3M格局规范。本年，有北京睿呈年代信息科技有限公司等前端可视化厂商对接了S3M格局规范。游戏引擎Ventuz的我国代理商维图斯（我国）有限公司也完成了Ventuz与S3M的对接，经过S3M规范，Ventuz能直接加载歪斜拍摄模型，并能够将模型作为游戏的底图。

　　这给咱们一个启示，是否能够经过S3M规范打通三维GIS与游戏引擎的跨界交融？所以咱们做了这样一个技能测验：经过在游戏引擎中完成一款三维GIS插件打通三维GIS与游戏引擎的跨界交融。

　　经过SuperMap供给的三维GIS插件，游戏引擎能够动态加载大规模、多源异构、本地 / 在线的GIS数据（包含地势、印象、歪斜拍摄模型、激光点云、手艺建模数据、BIM 数据），其间，大多数数据是经过S3M规范来对接的。新版别还在游戏引擎中添加了三维地球，支撑本地/在线的地势、印象数据，如图15所示为在 Unreal Engine4 中动态加载全球规范的地势/印象数据。

　　图15 Unreal Engine4经过SuperMap GIS动态加载全球规范的地势数据

　　新版别供给了模型实时剖切剖析、地势等值线剖析以及特点查询等才能。在后续版别中，SuperMap GIS会连续添加通视剖析、可视域剖析等三维GIS剖析才能。

　　SuperMap方案后续打通从游戏引擎到GIS的场景制造东西链，其间，GIS能够供给实在坐标系下的点、线、面数据，游戏引擎能够为这些数据赋予更炫酷的原料。

　　经过SuperMap供给的三维 GIS 插件，用户能够将实在地舆坐标的GIS数据实时加载到游戏引擎中，根据这些实在地舆坐标的三维数据和游戏特效，能够建立各类仿真场景，为多种模仿演练供给技能支撑。例如，在Unreal Engine4中根据三维数据和游戏特效可建立应急仿线），在Unity中根据歪斜拍摄模型和游戏特效可模仿虚拟战场仿线 根据三维数据和游戏特效建立应急仿线 根据歪斜拍摄模型和游戏特效建立虚拟战场仿真场景

　　咱们意图是打造GIS和游戏引擎共赢的产品生态，赋能工业开展。关于游戏引擎的用户来说，凭借于三维GIS能够在游戏引擎中接入大规模的GIS数据和支撑GIS剖析才能。关于GIS用户来说，不需求从头制造一套新的数据，在游戏引擎和三维GIS中能够运用同一套数据，凭借于游戏引擎能够制造大屏等炫酷的作用，得到更具有实在感、沉溺感的三维体会。

　　除了凭借游戏引擎的三维特效，本年，SuperMap本身的烘托引擎（组件、桌面）添加了动态波涛、实时反射、轮船尾迹等海洋作用，以及体积云、流云、镜头光晕、日夜替换等天空作用，还支撑GLTF2.0动画模型，而且动态图层也支撑了动画模型。

　　如图20所示，在新版别组件和桌面产品中制造的海洋天空特效，可用于海洋天空的仿真。一起，根据体积云特效还能够模仿飞机突破云层的作用。

　　本年，SuperMap对新一代三维GIS技能系统进行了全新晋级，优化了三维体数据模型和体元栅格，而且供给了这两类数据模型彼此转化的才能；完善了三维空间剖析与空间查询；新增了对地质体数据的支撑；支撑了手艺建模数据、BIM数据的散布式核算才能；新增支撑了《空间三维模型数据服务接口》规范，作为S3M格局规范的配套规范；别的在游戏引擎Unreal Engine和Unity中添加了两款三维GIS插件，赋能GIS和游戏引擎的工业开展。