《空间三维模型数据格局》集体规范：为3D GIS而生-亚洲ca88官方网站

　　中对其进行了多方面解读，比方规范为何提出、拟定进程、数据格局规范、相关技能特色和优势等，但信任仍有不少GISer对该规范界说的三维地舆空间数据格局——Spatial 3D Model (S3

　　最近有本书很火，那便是《谷歌办法》。该书第六章介绍了KML格局背面的技能专家罗尔夫。十几年前，最开端做三维GIS渠道软件的这拨人，都对KML有一种特别的喜欢。有时候客户会问我：“二维GIS有WMS等OGC规范，那三维GIS有OGC规范吗?”我一般会引荐KML。

　　KML（Keyhole Markup Language，Keyhole符号言语）开端是由Google旗下的Keyhole公司开发和保护的一种根据XML的符号言语，运用XML语法格局描绘点、线、面、图片和模型等地舆空间数据。2008年4月，KML的最新版别2.2版被OGC（Open Geospatial Consortium，敞开式地舆空间协会）宣告为敞开地舆信息编码规范，并改由OGC保护与展开。尽管KML是适用于网络环境下的地舆信息协作与同享的三维数据规范，但它无法承载大规模的三维数据。

　　2014年，歪斜拍摄自动化建模技能开端在国内掀起一股热潮。市面上Smart3D（后改名为ContextCapture）、街景工厂等歪斜拍摄建模软件，一致选用OSGB格局作为歪斜拍摄数据的格局。SuperMap软件也在2014年最早支撑了OSGB格局的歪斜拍摄数据，并规划了一个扩展名为.scp的配置文件。该配置文件包含了坐标系的信息，以支撑歪斜拍摄模型数据和GIS数据在三维场景中的坐标匹配。

　　OSGB作为一种敞开的数据格局，其敞开性在必定程度上推进了三维空间数据格局的规范化进程，根据此，逐渐形成了歪斜拍摄建模上中下游完好的产业链：首要，无人机收集数据，再经过歪斜拍摄建模软件生成OSGB格局的歪斜拍摄模型数据。然后，OSGB格局的歪斜拍摄模型数据能够经过SuperMap等GIS渠道软件加载、显现、剖析、办理以及发布服务。最终，GIS运用厂商能够根据SuperMap等GIS渠道构建疆土、规划、才智城市等运用。

　　笔者在2013年开端触摸歪斜拍摄模型数据。开端，超图才智城市事业部的搭档复制了一份歪斜拍摄模型数据给我。数据是一堆OSGB小文件，每个文件翻开对应了一个3D瓦片（几个模型构成的连片数据）。咱们解析OSGB文件后，发现3D瓦片之间有LOD层级联系，该LOD层级联系是经过PagedLOD安排的。以上所述的安排办法，决议了OSGB格局能够支撑大规模歪斜拍摄建模数据。但由于每个3D瓦片是几个模型构成的连片数据，所以它不支撑目标化与单体化。

　　1、经过3D瓦片将三维模型安排到一同，以方便在烘托时批次制作，削减往显卡传输数据的次数，充分运用好带宽；

　　歪斜拍摄建模数据是全要素表达的切片数据，不会把修建、地上、树木等地物区别出来，构建出来的是一个接连的三角网切片，无法对单个修建进行操作，需求进行必定的处理才干完结“单体化”。

　　2015年咱们规划并提出了3种单体化办法：虚拟动态单体化、ID单体化、切开单体化。S3M规划中更多运用的办法是ID单体化，所以这儿只要点介绍下ID单体化。ID单体化是指三角面片中的每个极点都对应存储一个32位的仅有标识(ID)，在烘托时，凭借极点着色器能够高效选中与高亮，批量改动目标色彩，以及批量改动目标的可见性。

　　说到“批量改动目标色彩，以及批量改动目标的可见性”，咱们联想到BIM的运用场景：依照施工进度批量操控BIM构件的显现和躲藏。咱们将三维模型数据格局，扩展到了对BIM模型等多源数据的支撑。某次笔者在上海和某BIM客户沟通时，他们的技能工程师问：“SuperMap的3D瓦片，既能够将N个BIM构件组合成一个批次，批量交给显卡烘托，又能够独自选中某个BIM构件，这是怎样做到的？”其实这儿的原理就在于选用了ID单体化办法。

　　3、每个极点对应存储一个ID，既支撑多个模型组合成一个批次，又支撑凭借GPU完结高效目标化查询。

　　仅依靠ID单体化规划，三维模型数据格局就能够很好地支撑BIM模型数据吗?答案并不是。要完结支撑BIM模型，还需求实例化技能。

　　BIM模型一般会有许多重复的目标，比方：门、窗等，这些目标共用一份极点、原料，仅仅方位、巨细和旋转视点等不同。假如一切的目标都存储完好的信息，那么数据胀大会十分凶猛（乃至上百倍），内存占用就会十分大。因而选用实例化办法进行存储和烘托，十分适用于BIM数据，既降低了内存占用，又提升了烘托功能。

　　时刻再往回倒。大约是2012年，咱们与Khronos Group有过一次沟通。说到Khronos Group这个安排，咱们一般会想起OpenGL。其时，该安排正在界说一种适合于网络传输、高效制作的三维模型格局规范，这个规范的名称是glTF，其时沟通的论题是“超图是否有志愿一同参与拟定glTF规范”。其实，这个提议没有引起笔者的爱好，究竟其时glTF还不为咱们所知晓。可是他们的规划思路，却引起了笔者极大的爱好，也给了许多启示。他们规划glTF格局的思路是：数据安排对应OpenGL的烘托API，使得烘托时尽量削减数据预备环节，能够支撑快速填显卡。

　　6、OpenGL的API支撑点、线、三角网等目标的制作，对应的是，数据格局也可支撑点、线、三角网等多种类型的数据。

　　2014年头，咱们与Smart3D（后改名为ContextCapture）进行了第一次沟通。他们十分欢喜SuperMap GIS能直接读取OSGB格局的歪斜拍摄模型数据，并提出在产品文档中协助宣扬SuperMap GIS，SuperMap GIS成为了Smart3D协助文档仅有说到的一家我国GIS渠道厂商。别的，他们提出了一个需求：由于他们的数据要上传到亚马逊云，所以希望SuperMap GIS能做一款根据WebGL的无插件客户端，能够在线拜访歪斜拍摄数据。那么技能问题来了，WebGL客户端是很难直接支撑OSGB格局的，咱们需求规划一种新的模型格局。

　　2015年末，我去成都参与三维成都研制团队的年终述职，成都团队花费了一年多的时刻，总算完结在WebGL客户端加载歪斜拍摄模型数据。这期间我接到一个用户的电话：“咱们希望在WebGL客户端支撑BIM数据，将BIM叠加到歪斜拍摄模型上。”我的答复是：“或许下一年年末能完结。”我是根据“支撑歪斜拍摄模型的研制花费了1年时刻”，推导得出“支撑BIM数据也要花费1年时刻”。明显，用户很难满意这个答复。而实践的项目中，还需求支撑3ds Max模型、BIM模型、点云、点/线/面等数据，这就需求更多时刻才干完结，而且这种完结办法很低效。

　　所以，我给研制团队提出了一个主意：规划一种新的三维数据模型格局，将多源异构的数据都一致到这种格局下，完结支撑各类数据。根据这个规划，咱们只用了2-3个月的时刻，就在WebGL客户端支撑了各类三维数据。这便是开端规划S3M格局的发端。

　　S3M的命名，开端是参阅了诺基亚地图（Here地图）的三维切片格局n3m—Nokia 3D Model的命名办法，咱们的研制工程师将其命名为了SuperMap 3D Model(S3M)。N年之后，咱们在和“CC”的一次沟通时，了解到ContextCapture在推一种新的三维格局3SM，S3M和3SM如同“撞衫”了。

　　大约是2016年3月，Cesium推出三维数据规范——3D Tiles的测验版别，并在github上公开了这个格局的细节。咱们也在2016年头，触摸到了3D Tiles，也将S3M和3D Tiles做了比照，发现两者在规划上的确有许多相似之处。可是，正如前面所述，S3M是伴随着国内三维GIS的需求一步一步规划出来的，和3D Tiles之间仍是存在许多差异，比方：3D Tiles针对不同数据类型界说了不同的文件类型（如模型数据、点云数据，运用不同文件类型），而S3M经过一种文件类型支撑各类数据；S3M是经过在每个极点对应存储一个ID，完结3D瓦片的目标化；S3M的特色切片文件，有独自的s3md文件存储，只要根节点有，没有冗余；3D-Tiles模型的切片选用glTF格局，而S3M的几许切片文件是s3mb文件……

　　2017年，咱们决议在github上开源出S3M的细节，一起将S3M的界说由SuperMap 3D Model(S3M)变更为 Spatial 3D Model(S3M)，希望S3M格局成为一种敞开的三维空间数据格局，然后推进三维地舆空间数据的敞开、同享，为三维GIS的展开奉献一份力气。

　　2018年6月，超图联合天然资源部信息中心、国家根底地舆信息中心等11家单位，向规范办理委员会请求立项并获批复，开端起草拟定《空间三维模型数据格局》。集体规范的请求阅历了：提案、立项、起草、征求意见和检查等。2019年7月19日，我国地舆信息产业协会检查同意，《空间三维模型数据格局》集体规范发布，于8月31日正式施行，并由我国规范出版社正式出版发行。

　　《空间三维模型数据格局》集体规范规则了三维地舆空间数据格局的逻辑结构及存储格局要求。该规范适用于网络环境和离线环境下海量、多源三维地舆空间数据的数据传输、交流和高功能可视化，以及满意不同终端（移动设备、浏览器、桌面电脑）上的三维地舆信息系统相关运用。该规范界说的S3M数据格局具有以下技能特色和优势：

　　1、支撑表达多源地舆空间数据：歪斜拍摄模型、BIM、人工建模、激光点云、矢量、地下管线、具有海量数据高效制作的才能：

　　根据S3M形成了完好的B/S及C/S架构的三维GIS运用处理方案，从数据生成、服务器端发布到多种客户端加载运用等多个环节处理用户实践问题。现在，深圳珠科Altizure、东方道迩pixe3D Builder Engine(P3BJet)、大势才智重建大师(GET3D)、瞰景科技集团Smart3D 2019、大疆智图等歪斜拍摄建模软件已完结与该规范格局的对接，而且S3M还正在与国表里多个歪斜拍摄建模软件、BIM软件及前端的三维烘托引擎展开对接作业。

　　者结语这篇文章介绍了S3M研制背面的故事，这些故事贯穿了我在超图做三维GIS渠道研制的十几年。

　　国产三维GIS渠道软件从十几年前跟着国外软件的脚步，到逐渐跟着商场运用需求去规划与立异，能够这么说，正是有国内三维GIS商场运用需求，才培养出了像超图这样的国产三维GIS渠道软件。正如这篇文章的姓名《为3D GIS而生：空间三维模型数据格局规范(S3M)》，S3M也是伴随着国内三维GIS的需求一步一步规划出来的，咱们敞开出S3M格局，希望为三维GIS的展开与立异奉献一份力气。点击文末阅览原文，下载《空间三维模型数据格局》集体规范PDF文件