实景三维（23南师大GIS真题）

实景三维
实景三维(3D Real Scene)是对人类生产、生活和生态空间进行真实、立体、时序化反映和表达的数字虚拟空间，是新型基础测绘标准化产品，是国家新型基础设施建设的重要组成部分，为经济社会发展和各部门信息化提供统一的空间基底。

实景三维关键技术

（一）时空基准统一

坐标系统采用 2000 国家大地坐标系。当采用其他坐标

系统时，应与 2000 国家大地坐标系建立联系。

高程基准采用 1985 国家高程基准。时间基准采用公元纪年和北京时间。

（二）数据获取与处理

1.多源数据获取与预处理

（1）其他实体获取与预处理

通过共享方式获取，进行坐标格式转换、语义化、结构化等预处理。

（2）物联感知数据获取与预处理

通过共享接入和网络抓取等方式获取，进行数据抽取、清洗、压缩等预处理。

2.数据生产

（1）地理场景生产

按相关标准及现行方式生产。

（2）基础地理实体生产

以二维形式表达的基础地理实体通过已有数据转换、基于地理场景生成、基于高精度基础地理实体生成等方式生产。以三维形式表达的基础地理实体通过基于倾斜摄影三维模型生成、基于激光点云生成、基于其他方式生成等方式生产。

（3）部件三维模型生产

按相关标准及现行方式生产。

3.数据融合

在地理场景之间、地理实体之间，以及地理场景和地理实体之间进行融合；物联感知数据与地理实体建立关联关系；对融合过程中存在的冲突进行检测及处理。

（三）建库与服务

1.数据库设计

实景三维中国数据库包括地理场景分库、地物实体分库、地理单元分库、物联感知数据分库和元数据分库等，各分库根据数据内容细化为不同子库，各子库根据数据内容分为若干图层。

2.数据组织

地理场景按照分层分块存储，以二维形式表达的地理实体按照分层存储、以三维形式表达的地理实体按照分层/单体存储，物联感知数据分记录存储。

3.建库与服务

实景三维中国数据库分为国家层面、省区层面和城市层面实景三维数据库，分别存储全国、省区、城市范围内的实景三维数据以及元数据。开发数据库管理系统，用于实景三维数据的统一存储管理、数据编辑和查询统计等。以智慧城市时空大数据平台或地理信息公共服务平台为依托构建应用服务系统。

实景三维建模方法

人工建模

获取数据：利用 GNSS-RTK 或全站仪

建模软件：利用 3DSMax、Skyline、Sketch Up等传统的三维建模软件人工建模。

方法原理：利用平面信息的基础上建立没有纹理的三维模型。模型中的纹理需要人工拍照后贴到三维模型上。

方法弊端：工作量大，费时费力，生产成本高，效率低下。

传统遥感技术、卫星和航空摄影测量技术

方法原理：利用快速影像匹配技术，生成DOM需要手动或者半自动人工地物的采集的方式获取影像的建筑物表面纹理。最后实现基于高分辨影像的三维建模。

方法优势：遥感影像覆盖范围广、成本低而且较高的分辨率所以能够快速获取精确的数据。

 

方法弊端：这种方式三维建模存在遮挡问题严重，建筑立面纹理数据获取成本较高，内业贴图费时费力。

倾斜摄影测量

原理：倾斜摄影测量它是同一台无人机上搭载着五镜头相机从垂直、倾斜等多角度采集影像数据、获取完整准确的纹理数据和定位信息。

技术优势：高分辨率、获取丰富的地物纹理信息、高效自动化的三维模型生产、逼真的三维空间场景
缺点：倾斜摄影技术采用可见光进行测量，对天气要求较高，并且对密集植被下的地形无能为力，对细小物体的建模能力不足。

适用场景：倾斜摄影可以获取具有真实纹理的三维数据，适合做大范围三维建模、一些对精度要求稍低的三维工程测量应用。

激光雷达测量

原理：激光雷达系统包括激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，最终被接收器所接收。

激光雷达测量原理示意图
特点：

①具有穿透植被的能力；②获取的高精度点云数据测量精度高，适合做高精度地形测量与工程勘测、以及对精度要求很高的工程测量应用③但不能获取被测物体颜色纹理，内业贴图，工作量巨大；且激光雷达设备价格较为昂贵。

贴近摄影测量

原理：在倾斜摄影测量的基础上，根据物体形状动态调整，可多角度贴近摄影，使相机朝向物体表面，保证精细重建结果的精度和完整性。

特点：建模精度高、纹理清晰

(原创）关于建模方法，笔者在校接触了纯手工的Sketchup 、半自动化的参数建模City Engine 和倾斜摄影方法采集处理得到的点云数据

在Three.js平台上渲染展示的點雲場景