三维场景构建手册(2016)

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1、站场三维场景构建及应用系统开发课题材料之一三维场景构建手册1技术背景精细、准确、逼真的三维场景是所有站场管理都需要的基础数据，目前基于三维数据的站场管理平台有着强烈的市场需求。以下为“站场三维场景构建及应用系统”课题对应的研究内容。图1-1站场三维场景构建及应用系统框架在三维场景构建方面，我们已经熟练掌握了航空摄影测量、倾斜摄影测量、激光扫描测量和3DMAX单体精细建模，正积极进行激光扫描技术与全景影像技术相匹配后的“激光全景”技术研究。在综合以上多种技术最后实现“三维场景构建”方面，本手册总结几种组合方案，对其优劣性和实用性做出评价，然后逐项介绍流程、关键

2、步骤和操作技巧。本手册主要依托软件有：l单体建模软件，如AutoCAD、3DSMax、点云（如CitoVision）和倾斜模型建模软件（如Smart3D、DpModeler）等；l场景集成软件，如Skyline平台软件、全景影像平台软件等。2方案分析从数据采集角度考虑，三维建模的数据源包括：航空摄影成果、倾斜摄影成果、激光点云成果、设计图纸。基于任何一种数据源都可以实现三维建模（此外还有照片、视频、全景影像等媒体形式因为没有空间坐标的概念，所以仅能作为纹理参考或者基于三维模型进行展现）。下面分析4种数据源的特点。表2-1几种数据源应用于三维建模的优劣势分析序

3、号数据源优势劣势典型案例效果站场三维场景构建及应用系统开发课题材料之一1航空摄影成果（DEM和DOM叠加模型）效率最高效果最差，无法表示细节。2倾斜摄影成果（敏捷Tin表面模型）效率高，整体效果好细节有瑕疵，局部细节需要用3DMax精模补充。3激光点云成果整体效果一般，细节效果最好周期长（效率低），成本高。4设计图纸效率较高，整体效果一般，细节效果与实际出入大成本低，无法表现细节。针对如上分析，需要组合这些方法，以达到符合项目需求的最佳效果。下边针对几种组合方案进行分析，并依次为推荐的顺序。表2-2站场建模方案组合的适用范围序号建模方案适用范围特点1效率高，

4、成本低，侧面纹理表现写实，整体表现力较高站场三维场景构建及应用系统开发课题材料之一基于倾斜摄影测量的敏捷建模所有地形条件下站场的快速建模、细节表现力差。2基于倾斜摄影测量的敏捷建模+局部3DMax精模所有地形条件下站场的快速建模效率较高，成本较高，整体和细节表现力都好。3基于航空摄影测量或者设计图的快速建模平原地区站场的快速建模效率高、成本低，整体表现力一般，房顶和地面纹理表现写实，其它细节需要利用模型库和设计图生成，与现场有一定出入。4基于激光或倾斜摄影的3DMax精细建模所有地形条件下站场的精细建模效率低，成本高，只有不计成本的项目使用。下图为采用方案3

5、完成的某站场三维模型。图2-1基于航空摄影测量（方案3）的某典型站场的三维模型1流程站场三维场景构建及应用系统开发课题材料之一无论采用何方案，其流程都可以分为“采集和处理”、“三维地形制作”、“单体建模和场景集成”三个基本步骤。采集和处理倾斜摄影测量地面激光测量航测三维遥感三维获取点云模型获取Tin表面模型获取DOMDEM转换为3DML三维地形制作利用TerraBuilder进行地形构建利用ModifyTerrain编辑局部地形单体精模单体粗模模型库设计提供精模贴纹理，制作模型单体建模和场景集成集成标注和属性数据编辑整饰图3-1三维场景构建流程图1关键步骤

6、4.1构建地形1）新建项目软件支持地理坐标系和投影坐标系，推荐使用地理坐标系。2）加载数据l加载影像站场三维场景构建及应用系统开发课题材料之一图4.1-1加载影像数据l加载高程模型图4.1-2加载高程模型3）数据处理l创建金字塔将加载的DOM和DEM数据生成金字塔。选中需要创建金字塔的数据，点击ResolutionPyramid。l编辑处理DOM和DEM数据异常lDOM处理利用ClipPolygon工具，将DOM、DEM接边处进行裁切。图4.1-3影像接边处理站场三维场景构建及应用系统开发课题材料之一此外，不同的来源的DEM数据，接边处还存在高程差异现象，在

7、三维场景中，这种高程突变将严重影响用户体验，因此在制作MPT地形数据过程中需要进行特别处理。对DEM数据采用合适的配色方案进行渲染，以便于观察接边位置处的高程差异。人工对所有接边处的高程差异进行检查，判定是否需要进行平滑处理。绝大多数情况下都需要进行平滑处理。采用人工编辑，根据情况利用TerraBuilder的feather工具进行平滑处理。在TerraBuilder中View功能区的ElevationScheme工具集中Color控件下进行修改高程渲染配色方案，推荐使用Classic方案。数据渲染->人工100%检查接边高程差异->定义平滑宽度->平滑效果

8、检查->调整接边位置->接边结果复查->不合格处重新