Gis-Lab strategie de bază de a crea modele 3D ale orașelor
Descrierile de argumente pro și contra majore strategiile sodaniya modele tridimensionale ale orașelor.
Crearea de modele tridimensionale ale orașelor din ultimii ani a devenit din ce în ce mai populare joc de multi profesionisti GIS. Mai mult și mai mult de a vorbi despre sistemele de informații geografice tridimensionale. Sarcinile care urmează să fie rezolvate, astfel de sisteme sunt încă de neînțeles pentru cele din urmă, cu toate acestea, sunt create modele tridimensionale ale orașelor de peste zece ani.
Clasificarea propusă de modelare tridimensională a strategiilor urbane pentru gradul de automatizare nu este exhaustivă. tehnologie de simulare tridimensională pentru istoria sa relativ scurt, au cunoscut o dezvoltare rapidă. Dezvoltarea rapidă a acestei tendințe se datorează, în primul rând, la apariția și începutul utilizării pe scară largă a camerelor digitale aeriene și scanere cu laser din aer. Acoperă toate metoda propusă nu este posibilă, dar puteți încerca să fie grupate în funcție de gradul de automatizare a proceselor cheie.
In acest articol vom discuta 3 strategii
Crearea manuală de modele în software-tri-dimensională de modelare
Cel mai consumatoare mod timp. Modelele de construcții create în programe, cum ar fi AutoCAD, ArchiCAD, ArcGIS + 3DAnalyst, 3ds Max sau Google SketchUp. Modele de modelare geometrie si texturare se face manual. Pentru a simplifica procesul în zonele urbane seturi de structuri de model alocate. Modelele sunt create pentru fiecare tip de clădire, iar apoi multiplica cantitatea potrivită de timp atunci când este plasat pe hartă. Pentru a accelera procesul de obiecte tridimensionale adesea produse prin extrudare a clădirilor prin amprentele lor pe planul orașului. Înălțimea care este extrudat fiecare clădire este obținută din atributul care conține numărul de etaje. Texturare este realizată în mod tipic de fotografii la sol și imagini de la biblioteci de texturi. Această metodă de creare a modelelor 3D ale orașelor este cea mai veche și bine studiată.
avantaje
a) Capacitatea de a crea modele cu detalii geometrice foarte mare.
b) Un singur model este creat pentru fiecare tip de clădiri. Acest model o dată încărcat cu imagini, și este utilizat pentru toate clădirile de tipul specificat. Aceasta salvează o mulțime de memorie și reduce dimensiunea modelului de oraș tridimensional al discului.
c) textura nu conține imagini ale obiectelor străine proiectate pe pereții clădirilor. Deoarece texturarea se face manual, toate imaginile înainte de teksturirvaniem manipulate de către operator. Prelucrarea include eliminarea obiectelor inutile în imagini, cum ar fi mașini sau copaci, alinierea imaginilor pentru luminanța și tonul, și șterge de multe ori umbre.
g) clădiri tridimensionale sunt obiecte separate, care pot fi asociate orice informație atribut.
deficiențe
c) clădiri tipizare pe lângă avantajele și dezavantajele are. Incapacitatea de a crea un set de tipuri care descrie toate opțiunile clădirilor orașului, conduce la o generalizare și simplificare a modelului orașului. clădiri unice sunt înlocuite cu modelul standard. Acest lucru este valabil în special pentru construirea privat, în cazul în care toată varietatea de forme arhitecturale este adesea înlocuit cu un prototip simplu, de exemplu, o cutie gri, cu un acoperiș fronton.
d) Lipsa fotorealism. Texturile în această metodă sunt fotografii de la sol utilizate în mod obișnuit. Acest fotografii de înaltă rezoluție de înaltă calitate. Cu toate acestea, să ia o imagine a fiecărei clădiri din oraș, și chiar și cu toate părțile nu este posibilă. Fotografii din lipsă sunt înlocuite cu texturi tipice din biblioteci. Sintetizat în acest mod artificial texturi uite din cauza combinației de fotografii și trase de mână bibliotecă textura. Pe lângă toate texturile aliniate la luminozitatea și tonul, cu imagini încercând să elimine umbrele. Absența umbre pe pereții clădirilor și terasamentului de asemenea, face sens de artificialitate. Complexitatea procesului de luare a fotografiilor și a texturare duce la abandonarea de texturi fotorealiste pentru mai multe tipuri de clădiri. Astfel de clădiri sunt vopsite cu una sau mai multe culori, sau complet acoperite cu imagini din biblioteci de texturi.
Un exemplu al unei clădiri cu texturile bibliotecii
generație complet automată a modelelor 3D
Exemplu de model C3 Technologies
Cel mai tânăr și mai promițătoare tehnologie. Utilizați algoritmi de recuperare a obiectelor forme geometrice pe imaginile lor stereo. imagine stereo este obținută dintr-un plan înclinat pentru a utiliza acest aparat de fotografiat digital, tipul sau Pictometry Geosystem 3-OC-1. Aceste imagini sunt folosite ca o textură sursă fațadele clădirilor. scanner cu laser din aer pot fi folosite pentru a rafina geometria clădirilor și oferă un model al terenului.
Există, de asemenea, o tehnologie pentru construcția automată a modelelor tridimensionale de fatade de cladiri, dezvoltat la Universitatea din Berkeley, Statele Unite ale Americii. Aici, fotografii aeriene și date de scanare cu laser din aer sunt completate de fotografii și punctele de nori cu scanner cu laser terestru. scaner cu laser și aparat de fotografiat montat pe o mașină în mișcare pe străzi și clădiri sunt topografie. scaner laser ajută la restabilirea formei fațadelor clădirilor și taie obstacolele în fața clădirilor: copaci, mașini, pietoni. De asemenea, punctul de ceață al scanerului cu laser ajută pentru a restabili calea de deplasare a mașinii, este necesar să se determine poziția exactă a clădirii și fotografii corelarea geo pentru texturare mai târziu automată.
avantaje
a) crearea de mare viteză de modele de orașe. Datorită unui proces complet automatizat, chiar și modele tridimensionale ale orașelor mari sunt de zile, nu ani, ca atunci când se utilizează o modelare complet manual.
b) fotorealism înaltă. Texturare se realizează automat din fotografii aeriene sau imagini georeferențiate ale camerelor de la sol. Absența completă a texturii standard, din bibliotecă. Toate fațadele clădirilor arata ca a fost la momentul fotografierii.
g) model de cost redus crearea prin eliminarea muncii manuale a operatorilor.
deficiențe
a) Lipsa de precizie geometrică a modelului. Algoritmi pentru restaurarea automată a formelor de obiecte în fotografiile lor și datele de scanare cu laser, în ciuda unor progrese semnificative în acest domeniu, sunt încă imperfecte. În consecință, cifra de clădiri restaurate cu erori, uneori destul de nepoliticos. Pereții verticali pot fi înclinat în mare măsură, dimensiunea clădirii este distorsionat în mod semnificativ. Acest fapt elimină posibilitatea de măsurare precisă (a cărei exactitate este comparabilă cu exactitatea datelor originale), generate automat de modele.
c) Texturile de calitate scăzută. Cu obiecte străine texturare automate proiectate pe fațadele clădirilor sunt pe textură. Pereții cad copaci și mașini. În cazul în care studiul a fost efectuat in vara, coroane de copac dense poate acoperi o mare parte a clădirii. În plus, este un nivel scăzut texturi de precizie poziția. Pe părțile laterale ale clădirii, împușcat la un unghi ascuțit, textura sunt neclare.
crearea de semi-automată a modelelor 3D
Această tehnică elimină punctele slabe ale generației complet automat a modelelor de procese ale orașelor. Modele geometrice ale clădirilor aici sunt operatori de fotografii aeriene. Această abordare este folosită în Delta / Digitals și CiberCity modelator. Pentru a construi clădiri modele CiberCity modelator permite, de asemenea, utilizarea datelor de scanare cu laser.
Crearea unui model tridimensional al clădirii constă într-o măsurare a operatorului caracteristică a punctelor de margine acoperișului. Măsurătorile sunt realizate metoda stereoscopic. Pentru a accelera procesul utilizat șabloane proiectate pentru principalele tipuri de acoperișuri. forme complicate formate prin combinații de forme geometrice simple. Înălțimea pereților clădirilor nu sunt măsurate. Pereții sunt formate prin proiectarea punctelor de topografia acoperișului suprafață de bază.
Tehnica descrisă vă permite să creați modele de clădiri rapid și eficient. Pe un operator cu experiență de construcție (cum ar fi Delta / Digitals) își petrece 10 secunde la un minut, în funcție de complexitatea acestuia. Precizia de măsurare este comparabilă cu precizia geometrică a fotografiilor aeriene inițiale.
Crearea unui model al clădirii - singurul proces manual în generarea modelului tridimensional al orașului. Prelucrarea ulterioară a modelelor create este complet automat. Textura fațadelor și a acoperișurilor sunt derivate din aceleași imagini care sunt utilizate pentru a crea geometrie. În acest stadiu, este foarte important ca toate laturile clădirii poate fi văzut în imagini. Pentru a realiza acest lucru, utilizați lateral sau înclinați camera, special concepute aeriene. In absenta camerelor tilt laterale zalet trebuie programate cu mai mult de 50% mezhmarshrutnym rute suprapuse sau suplimentare direcționate perpendicular pe miez.
avantaje
b) Acuratețea ridicată geometrică. Poziția punctelor de contur de construcție este măsurată prin imaginile stereo. Eroarea în determinarea coordonatelor punctelor în proporțional cu imagini de precizie geometrice. Modelele de construcție granularitate specificate sarcină tehnică, care reglementează modul în care elementele arhitecturale mici pentru a fi reproduse.
g) de mare photorealistic. Texturarea precum și în tehnologia complet automat de modelare în mod automat. Texturile sunt derivate din fotografii aeriene si arata foarte natural. Umbre cu texturi nu sunt eliminate, ceea ce creează iluzia de iluminat de calitate scene tridimensionale.
deficiențe
a) În comparație cu generația complet automată a modelelor în această metodă, există o muncă manuală a operatorilor. Acest lucru crește costul întregului model și se extinde peste ea.
b) texturi de calitate scăzută. Texturile sunt extrase din fotografii aeriene și au o rezoluție mică în comparație cu fotografia terestră. În cazul în care numărul insuficient de imagini redundante poate fi faptul că o parte din clădire face fără texturi.
folosit exemplul
concluzie
În ultimii 5 ani, am asistat la apariția unor implementări comerciale și consolidarea poziției de metode complet automatizate de generare de modele tridimensionale. Este clar că aceste metode are un mare viitor. Tehnologie dezvoltat la UC Berkeley, cumparat de Google. Microsoft are, de asemenea, o tehnologie similară. Servicii ale celor mai mari doi furnizori de informații geografice este umplut treptat cu modele tridimensionale ale orașelor.
Cu toate acestea, dezvoltarea unor astfel de tehnologii și modele bazate pe ele nu sunt deținute în mod necesar de către marile corporații care podverzhdaet ultimul exemplu.