ГИС лаборатория основна стратегия за създаване на 3D модели на градове
Описанията на плюсовете и минусите на основните стратегии sodaniya триизмерни модели на градове.
Създаване на триизмерни модели на градове в последните години става все по-популярна игра на много специалисти ГИС. Все повече и повече се говори за триизмерните географски информационни системи. Задачи да бъдат решени, тези системи са все още неясни до края, обаче, триизмерни модели на градове са създадени за повече от десет години.
Предложената класификация на триизмерното моделиране на градски стратегии за степента на автоматизация не е изчерпателен. триизмерна симулация технология за сравнително кратката си история, са имали бързо развитие. Бързото развитие на тази тенденция се дължи, преди всичко, до появата и началото на широко използване на цифрови фотоапарати и въздушни въздушни лазерни скенери. Покрийте всички предложения метод не е възможно, но можете да се опитате да бъдат групирани в зависимост от степента на автоматизация на ключови процеси.
В тази статия ще разгледаме 3 стратегии
Ръчно създаване на модели в триизмерното моделиране на софтуер
Най-отнема начин времето. Създаване на модели, създадени в програми като AutoCAD, ArchiCAD, ArcGIS + 3DAnalyst, 3ds Max или Google SketchUp. Геометрия моделиране и текстуриране модели се извършват ръчно. За да се опрости процеса в градските райони, предоставени комплекти от моделни структури. Модели са създадени за всеки тип сгради, а след това се размножават точното количество време, когато са поставени на картата. За да се ускори процеса на триизмерни обекти често получават чрез екструзия на сгради от техните следи от пръсти по плана на града. Ръст отделена всяка сграда се получава от атрибута, съдържащ броя на етажите. Текстуриране обикновено се извършва от земята фотографии и изображения от библиотеки на текстури. Този метод за създаване на 3D модели на града е най-старата и добре изучени.
предимства
а) възможността да се създават модели с много висока геометрична подробности.
б) Само един модел е създаден за всеки тип сгради. Този модел веднъж заредена с изображения, и се използва за всички сгради на определения вид. Това спестява много памет и намалява размера на триизмерен модел на града на диска.
в) текстурата не съдържа снимки на чужди предмети планираните по стените на сградите. Тъй като текстуриране се извършва ръчно, всички изображения, преди teksturirvaniem обработват от оператора. Преработката включва премахването на ненужни обекти в снимките, като например коли или дървета, подравняване на изображения за яркостта и тона, а често и изтриване на сенки.
ж) Триизмерни сгради са отделни обекти, които могат да бъдат свързани никаква информация атрибут.
недостатъци
в) набор на текст сгради, освен предимствата и недостатъците има. Неспособност да се създаде набор от типа, който описва всички възможности на сградите в града, води до обобщаване и опростяване на модела града. Уникални сгради се заменят със стандартния модел. Това важи особено за частно строителство, където всички разнообразието от архитектурни форми често се заменя с един прост прототип, например, сива кутия с фронтон покрив.
г) Липса на фотореализъм. Както текстури в този метод обикновено се използват смлени снимки. Този висококачествен снимки с висока резолюция. Въпреки това, да направите снимка на всяка сграда в града, а дори и с всички заинтересовани страни не е възможно. Липсващи снимки са заменени с типичните текстури от библиотеки. Синтезиран по този начин текстури изглеждат изкуствено заради комбинацията от снимки и ръчно рисувани библиотека текстура. Освен всички текстури приведени в съответствие с яркостта и тонът, с картини, които се опитват да елиминират сенки. Липсата на сенки по стените на сградите и земята също има смисъл от изкуственост. Сложността на процеса на вземане на фотографии и текстуриране доведе до изоставянето на фотореалистични текстури за много видове сгради. Такива сгради са боядисани с един или повече цветове, или напълно покрити с изображения от библиотеки с текстури.
Пример за сграда с текстури библиотеката
Напълно автоматично генериране на 3D модели
Пример модел C3 Technologies
Най-младият и най-обещаващата технология. Използвайте алгоритми за възстановяване на геометрична форма предмети върху техните стерео изображения. Стерео изображение се получава от равнина, наклонена да се използва този цифров фотоапарат, вида или Pictometry Geosystem 3-OC-1. Тези изображения са използвани като източник текстура фасадите на сградите. във въздуха лазерен скенер може да се използва за усъвършенстване на геометрията на сградите и да послужи за модел на терена.
Има и технология за автоматично изграждане на триизмерни модели на фасади на сгради, разработен в университета в Бъркли, САЩ. Тук, въздушна фотография и във въздуха данни лазерно сканиране се допълват от снимките и облачни точки с наземна лазерен скенер. Лазерен скенер и камера, монтирана на автомобил движещ се по улиците и сградите се заснемания. Лазерен скенер помага за възстановяване на формата на фасадите на сгради и откъснати пречките пред сградите: дървета, автомобили, пешеходци. Също така, точката облак на лазерен скенер помага за възстановяване на пътя на движение на автомобила, е необходимо да се определи точната позиция на сградата и гео-съотнасяне снимките за по-късно автоматично текстуриране.
предимства
а) създаване на висока скорост на модели на градове. Благодарение на напълно автоматизиран процес, дори и триизмерни модели на големите градове са за ден, а не години, тъй като, когато се използва изцяло ръчно моделиране.
б) висока фотореализъм. Текстуриране се извършва автоматично от въздушни снимки, или геореферентни снимки на подземните камери. Пълната липса на стандарт текстура от библиотеката. Всички фасадите на сградите изглеждат като че ли е по време на стрелба.
ж) ниско създаването на разходите модел чрез премахване на ръчния труд на операторите.
недостатъци
а) Липса на геометрична точност на модела. Алгоритми за автоматично възстановяване на формите на обектите в своите фотографии и данни лазерно сканиране, въпреки значителния напредък в тази област, все още са несъвършени. В резултат на това на фигурата на сгради възстановен с грешки, понякога доста грубо. Вертикалните стени могат да бъдат силно наклонени, размер на сграда е значително нарушена. Този факт премахва възможността за точно измерване (за точността на която е сравнима с точността на оригиналните данни), автоматично генерирана от моделите.
в) ниски текстури за качество. С автоматичните текстуриране чужди обекти, проектирани върху фасадите на сградите са на текстурата. Стените падат дървета и коли. Ако изследването се провежда през лятото, гъсти короните на дърветата могат да покрият голяма част от сградата. В допълнение е текстури на ниски точност позиция. На стените на сградата, заснет под остър ъгъл, текстура са замъглено.
Полу-автоматично създаване на 3D модели
Тази техника елиминира слабостите на напълно автоматично генериране на технологични модели на градове. Геометрични модели на сгради тук са оператори на въздушни снимки. Този подход се използва в Delta / Digitals и CyberCity-Modeler. За да се построи сгради CyberCity-Modeler модели също позволява използването на данни лазерно сканиране.
Създаване на триизмерен модел на сградата се състои от измерване на характерната оператора на точките за покрив ръба. Измерванията са направени стереоскопичен метод. За ускоряване на процеса се използва шаблони, предназначени за основните видове покриви. Сложни форми, образувани от комбинации от прости геометрични форми. Височината на стените на сградите не се измерват. Стените са образувани чрез стърчащата точките на топологията на покрива основна повърхност.
Описаната техника ви позволява да създавате модели на сгради бързо и ефективно. От една сграда с опит оператор (като Delta / Digitals) прекарва 10 секунди до една минута, в зависимост от неговата сложност. Измерване точност е сравнима с геометричната точност на първоначалните въздушни снимки.
Създаване на модел на сградата - единственият наръчник процес в генерирането на триизмерен модел на града. Допълнителна обработка на създадените модели е напълно автоматична. Texture на фасадите и покривите са получени от същите изображения, които се използват за създаване на геометрията. На този етап е много важно, че всички страни на сградата може да се види на снимките. За да постигне това, използвайте отстрани или наклонете фотоапарата, специално проектирана от въздуха. При липса на странични наклон камери zalet трябва да бъде предвидена с повече от 50% mezhmarshrutnym припокриващи или допълнителни начини, насочени перпендикулярно на сърцевината.
предимства
б) висока геометрична точност на. Позицията на гранични точки на сградата се измерва чрез стерео изображения. Грешката при определяне на координатите на точките в съизмерим с геометрични прецизни изображения. Прецизност на модели на сгради, определени технически задачи, който урежда как малките архитектурни елементи да бъдат възпроизвеждани.
ж) висока фото. Текстуриране, както и в напълно автоматичен технология за моделиране автоматично. Текстурите са получени от въздушни снимки и изглеждат много естествени. Сенки с текстури не са премахнати, което създава илюзията за качество осветление триизмерен сцена.
недостатъци
а) В сравнение с напълно автоматично генериране на модели в този метод, има ръчна работа на операторите. Това увеличава разходите за целия модел и се простира върху него.
б) текстури ниско качество. Текстури се екстрахират от въздушни фотографии и имат ниска резолюция в сравнение с наземна фотография. Ако недостатъчен брой излишни изображения може да е, че някои от сградата прави без текстури.
използва примера
заключение
През последните 5 години сме свидетели на появата на търговски приложения и укрепване на позицията на напълно автоматизирани методи за генериране на триизмерни модели. Ясно е, че тези методи има голямо бъдеще. Технология, разработена в Калифорнийския университет в Бъркли, купена от Google. Microsoft също има подобна технология. Услуги на двете най-големи доставчици на географска информация, постепенно се пълни с триизмерни модели на градове.
Въпреки това, разработването на такива технологии и модели, базирани на тях не са непременно, собственост на големите корпорации, които podverzhdaet последен пример.