三维地图：精雕细琢还原真实世界

每逢年过节回家总有长辈问：

“你现在的工作是做什么的呢？”

笔者总是开玩笑说：

“‘搞基建的’

如‘盖’房、‘铺’路、‘架’桥、“种”树等等呀。”

没错

说起“搞基建”我们绝对是认真的

但是！

我们不费一砖一瓦

只需一台电脑

就能打造一片“真实”的天地

讲到这里，必须先介绍下3D技术。举个例子，相信大家对导航并不陌生，导航中的三维地图场景里可以看到各种摩天高楼，纵横交错的大街小巷和各种花草树木等地理要素，这就是将现实场景克隆到虚拟世界中，让人足不出户就能感知真实世界。

来来来

下面就让笔者带大家看看

我们是如何“盖”房、“铺”路、“架”桥、“种”树

打造新天地的吧！

飞入寻常百姓家

2000年，原国家测绘地理信息局提出构建“数字中国”的宏伟目标，数字城市地理空间框架作为其中的重要组成部分，为城市建设、管理、政府决策提供支撑，为日常生活和出行提供更多便利。国家政策为突破技术壁垒，使三维技术真正走向大众提供了有力支撑。

如今，“飞入寻常百姓家”的三维技术对现实世界的虚拟化、智慧化、可视化模拟，摒弃了二维空间体验差，识图难等缺点，“三维场景+影像”通过还原真实世界，让人们能够身临其境，体验更加直观，为政府决策提供了科学的依据。

新工艺，新效率，新质量

传统的三维生产工艺需要大量的人工参与，生产周期长，时效低，同时三维精细化过程需人眼在立体软件上进行判读采集，导致三维模型无论是在平面精度还是在高程精度上都大打折扣；墙体纹理的体现均需野外采集照片来提炼贴图素材，耗时费力，真实感缺失。这时，倾斜摄影测量技术的发展解决了这些问题。

倾斜摄影作为一种可同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同角度采集影像的新技术，为传统三维生产提供了推陈出新的效果。该技术集成先进的定位、融合、建模等功能，不仅丰富了构建物和地理场景的立体效果，在纹理分辨率与立体精度上更是有了量变到质变的飞跃。

三维模型生产传统工艺VS三维模型生产新工艺

“四扇大门”推开三维新世界

倾斜摄影获取的原始数据是三维建模新工艺推陈出新的加工厂。

如何获取优质的倾斜摄影原始数据讲究“天时地利人和”三大因素：合理的相控点布控、晴朗的航飞天气以及拍摄人员丰富的无人机操作经验。完美结合三大因素的倾斜摄影数据可以避免光影斑驳，地形变形少，数据缺失等问题，减少了后期工作的难度。

让笔者带大家推开这四扇“大门”，一起来看看三维地图诞生的关键技术吧。

第一扇门：三维场景精编和修饰

由于倾斜摄影进行数据获取时对地物的侧面和底面，构建物高的地方、水面和有遮挡的地面捕捉能力差，导致了数据缺失、纹理拉撕，光影斑驳，使得整个场景数据的利用率并不会太理想，需要重新对场景进行局部“修葺”，这个过程就是OBJ场景精编和修饰，包括地表、道路、水面等地理要素。

与传统三维生产工艺不同的是，传统的三维场景重构采用的方法是将DEM精编和DOM修饰分别加工后再综合进行生产，而倾斜摄影技术采集到的OBJ数据可以做到DEM和DOM的精编和修饰同时进行，降低了工艺难度，提高了生产效率。

地形修饰与精修前后对比

第二扇门：构建物单体化精修

倾斜摄影获取的构建物是与场景融合在一起的，靠近地面的数据会有所缺失，且结构变形，纹理拉撕，无法完整表现一个构建物。为了得到完整的构建物，需要先对场景中的模型进行单体化后再进行纹理映射得到粗模，该过程的数据只是一个半成品，它会有纹理的缺失、失真，在结构上如檐廊、雕梁画柱、阳台等结构都无法体现，因此还需通过3DMAX和PS软件进行精细化加工，无论在纹理上还是在平面、高程精度上都与现实中构建物呈现近乎100%的相似度。这样，一个精雕细琢的产品就诞生了。

模型单体化前VS模型单体精细化后

第三扇门：小品重构呈现

此小品非彼 “小品”，它是三维建模技术的术语，代表在三维场景里面呈现的凳子、公交牌、路灯、广告牌、体育器材，雕像、桥梁等在人类活动中起到一定辅助作用的设施。这些小品的相对体积小，导致获取的倾斜摄影数据利用率非常低，基本都是“缺肢少膀”，不能利用。对于这部分数据的有效利用还需要通过野外获取的照片，根据场景重新还原构建。

桥梁小品重构前VS桥梁小品重构后

第四扇门：“绿化”环境

此工艺是整幅地图的点睛之笔，是在对整个OBJ场景、构建物和小品进行“整容”后，根据现实情况种上“植被”，使场景更加真实，更能引人入胜。由于倾斜摄影获取的植被无法有效利用，多为“残枝败柳”，且纹理严重拉撕，无法满足使用要求，这个时候我们的技术人员就要出动啦。通常采用的方式是根据外业照片和实际地形进行栽种，尽量还原原貌。