單(dan)(dan)(dan)(dan)體(ti)(ti)化(hua)(hua)問題的(de)(de)由來(lai)(lai)，我(wo)們先來(lai)(lai)說說什(shen)么是(shi)“單(dan)(dan)(dan)(dan)體(ti)(ti)化(hua)(hua)”。“單(dan)(dan)(dan)(dan)體(ti)(ti)化(hua)(hua)”其實(shi)指(zhi)的(de)(de)就是(shi)每一(yi)個(ge)我(wo)們想要(yao)單(dan)(dan)(dan)(dan)獨管理(li)的(de)(de)對(dui)象(xiang)，是(shi)一(yi)個(ge)個(ge)單(dan)(dan)(dan)(dan)獨的(de)(de)、可(ke)以(yi)(yi)被選中(zhong)的(de)(de)實(shi)體(ti)(ti)(Entity);即(ji)用(yong)鼠(shu)標點(dian)擊時可(ke)以(yi)(yi)顯示為(wei)(wei)不同(tong)顏色(稱為(wei)(wei)“高亮(liang)”)顯示，可(ke)以(yi)(yi)附加屬性，可(ke)以(yi)(yi)被查詢統計(ji)等等。只(zhi)有具備(bei)了(le)“單(dan)(dan)(dan)(dan)體(ti)(ti)化(hua)(hua)”的(de)(de)能力，數據(ju)才可(ke)以(yi)(yi)被管理(li)，而不僅(jin)僅(jin)是(shi)被用(yong)來(lai)(lai)查看(kan)。對(dui)于人(ren)工(gong)建模而言，單(dan)(dan)(dan)(dan)體(ti)(ti)化(hua)(hua)是(shi)一(yi)個(ge)不言而喻的(de)(de)事情。即(ji)在人(ren)工(gong)建模的(de)(de)過程中(zhong)，自(zi)然會把需要(yao)單(dan)(dan)(dan)(dan)獨管理(li)的(de)(de)對(dui)象(xiang)(如建筑、路燈、樹(shu)木等)制作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)單(dan)(dan)(dan)(dan)獨的(de)(de)模型(xing)，也是(shi)和其它對(dui)象(xiang)分(fen)離開的(de)(de)。(當(dang)然也有一(yi)些時候為(wei)(wei)了(le)其它方面的(de)(de)一(yi)些考慮，人(ren)工(gong)建模時故意把幾(ji)棟樓作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)一(yi)個(ge)對(dui)象(xiang)來(lai)(lai)制作(zuo)(zuo))

　　一、傾斜攝影三維模型單體化方法

　　目前傾斜攝影單體化建模方法主要包括一下三類：

　　1.1矢量切割單(dan)體化(hua)

　　切割單體化是將對象物的三角面進行分割，實現了一定意義上的模型單體化操作，后期也能對單體化模型進行管理和應用。

　　但是用這種編輯模型產生的數據量較大，會對LOD產生破壞，數據也只能單獨導入。這種切割方法所出的單體化模型的效果較差，邊緣底部會有明顯的鋸齒和不規則形狀，在后期的管理應用方面稍顯欠缺。

　　1.2矢量疊加單體(ti)化(hua)

　　此類方法主要是對超圖SuperMap等典型性GIS軟件的應用。進行三維渲染時，在傾斜攝影模型中將對應矢量面進行動態疊加，該矢量面在垂直地表的方向對包圍盒的生成，并不會超過特定的閾值范圍。

　　結合對(dui)范(fan)圍內的三角網的判斷(duan)，通過半透明顏色與三角網的貼合，使模型從視覺上的完整展現得以實現，并且能夠(gou)實現對(dui)單個操作的管理(li)。

　　但(dan)是(shi)這種方(fang)法對(dui)單體(ti)的(de)(de)(de)分離并不(bu)是(shi)真正(zheng)意義上(shang)的(de)(de)(de)，其表面(mian)雖然(ran)能夠(gou)達到單體(ti)的(de)(de)(de)效果，然(ran)而從(cong)事實上(shang)來說僅(jin)僅(jin)是(shi)對(dui)對(dui)象(xiang)輪(lun)廓的(de)(de)(de)矢量面(mian)進行了調用，從(cong)真正(zheng)意義的(de)(de)(de)角度上(shang)來說，單體(ti)化的(de)(de)(de)目標并不(bu)是(shi)單體(ti)，而是(shi)為了實現分離。

　　1.3模型重建單體(ti)化

　　模型重建單體化是指以傾斜攝影測量數據為基礎數據源，通過模型重構在原始場景上實現分離效果，從而實現模型的單體化。模型貼圖是從圖像中自動收集的，使用映射完成模型貼圖。

　　這個方法相比矢量疊加單體化來說，對人力(li)有著更大的需(xu)求，側重于對產(chan)品的提供(gong)，而并不適用于GIS。

　　二、傾斜攝影三維模型單體化流程

　　不同的單體化(hua)方式(shi)有不同的流程，本次主(zhu)要介紹模型重建單體化(hua)這(zhe)種方式(shi)，并以DP-modeler為例(li)。

　　如上文所說，模型重建單體化是以連續傾斜攝影測量數據為基礎數據源，通過在原有實景三維模型的基礎上對模型進行重建，從而實現不同對象的模型單體化。

　　2.1通(tong)過擠(ji)出操作(zuo)，轉(zhuan)換成立體模型

　　對某(mou)個建(jian)筑物(wu)進行單體化時，我們應選(xuan)擇(ze)多邊形繪(hui)制工具，在頂視圖視角下對影像提取(qu)建(jian)筑頂部輪廓線。

　　根據傾斜影像判斷建筑物(wu)高度(du)，設定基準(zhun)面(mian)，將平面(mian)模(mo)型通過(guo)擠出操作，轉化(hua)成立體模(mo)型。

　　通(tong)過擠出柱體(ti)將其擠出到指定(ding)高度，再用內偏移及外擴、切割等操(cao)作來創建建筑物(wu)立(li)體(ti)面(mian)以(yi)及房屋附屬結構，例如屋檐、女兒墻(qiang)、單元門門洞等。

　　2.2一鍵貼(tie)圖

　　對建好的單體化模型進行一鍵貼圖，利用傾斜影像可以采集到建筑物不同層面的紋理特征，可以從相機影像中自動采集模型圖，然后可以通過一鍵完成來進行單體化模型的貼圖。

　　對于個別(bie)不合適的(de)面，可(ke)以(yi)(yi)通(tong)過(guo)選(xuan)擇最佳影(ying)像進行(xing)手動貼圖，以(yi)(yi)達到三(san)維(wei)模(mo)型所需(xu)要的(de)最佳效果。自動映(ying)射與手動貼圖所得到的(de)模(mo)型貼圖，不免有些瑕(xia)疵，我們可(ke)以(yi)(yi)通(tong)過(guo)調用PS進行(xing)紋理修(xiu)改(gai)，修(xiu)改(gai)后保(bao)存(cun)的(de)貼圖可(ke)以(yi)(yi)在在 DP-modeler 下直接(jie)進行(xing)替換，無需(xu)查找(zhao)貼圖。

　　三、建筑物(wu)輪廓線采集技術標(biao)準

　　3.1輪(lun)廓線采(cai)集技術要求

　　建筑物輪(lun)廓線采(cai)集是后續制作建筑物三維模型的基礎(chu)，采(cai)集輪(lun)廓線時按(an)照如下規則進行矢量(liang)采(cai)集。

　　對于平頂建筑(zhu)(zhu)物，沿(yan)建筑(zhu)(zhu)物邊(bian)沿(yan)采集;

　　對于人字形房頂，按兩次采(cai)集(ji)(ji)，先(xian)采(cai)集(ji)(ji)建筑(zhu)物的邊(bian)緣線(xian)，使其直角化，再(zai)采(cai)集(ji)(ji)建筑(zhu)物頂部屋脊線(xian)，將其拉(la)升至實際高度，鉤出斜面;

　　對于(yu)復雜結構(gou)，需要(yao)先后采(cai)集同一高(gao)度(du)閉合的(de)外輪廓線、各屋(wu)脊線、屋(wu)頂(ding)凸(tu)出結構(gou)的(de)輪廓線，對于(yu)圓或(huo)是(shi)弧，用五、六個點(dian)連起來表示。

　　3.2數據采(cai)集(ji)指標

　　(1)郊區(qu)：房上房，高(gao)>2.5米(mi)，面(mian)積>5平方(fang)(fang)米(mi);基本房，高(gao)>2.5米(mi)，面(mian)積>5平方(fang)(fang)米(mi)。城(cheng)區(qu)：房上房，高(gao)>2.5米(mi)，面(mian)積>2平方(fang)(fang)米(mi);基本房，高(gao)>2.5末，面(mian)積>2平方(fang)(fang)米(mi)。

　　(2)在保(bao)持原有房屋(wu)外觀的情況(kuang)下(xia)，高度差小于0.5米(mi)的以及(ji)水平(ping)方向拐折小于0.5米(mi)的房子視情況(kuang)可以適(shi)當(dang)綜合。

　　(3)房上房必須(xu)抬到基(ji)本房上，該接(jie)邊(bian)(bian)的(de)房子必須(xu)接(jie)邊(bian)(bian)，兩(liang)者(zhe)之間(jian)不(bu)能出現空隙。

　　(4)房屋構造線(xian)必須均(jun)勻(yun)有序，不能雜亂(luan)無章。

　　(5)高(gao)檔住(zhu)宅(zhai)(zhai)，沿(yan)街道(dao)兩邊的(de)(de)商(shang)場，企事(shi)業(ye)單(dan)位，機(ji)關學(xue)校(xiao)醫院等建(jian)筑，凡(fan)女兒墻大于0.5米且寬(kuan)度大于0.5米的(de)(de)要(yao)單(dan)獨表(biao)現(xian);高(gao)檔住(zhu)宅(zhai)(zhai)，沿(yan)接(jie)到兩邊的(de)(de)商(shang)場，企事(shi)業(ye)單(dan)位，機(ji)關學(xue)校(xiao)醫院以及工礦等建(jian)筑，凡(fan)女兒墻高(gao)度大于1.5米(除廣告牌(pai))女兒墻需(xu)要(yao)單(dan)獨表(biao)現(xian)，女兒墻表(biao)現(xian)時都需(xu)要(yao)以房上房的(de)(de)形式表(biao)現(xian)。

　　3.3各等級模型(xing)采集要求

　　(1)政府建(jian)筑、商(shang)業建(jian)筑、公共建(jian)筑大于0.5米的凹凸(tu)部(bu)分需采集。

　　(2)沿街建筑大于0.8米的凹凸部分(fen)需采(cai)集。

　　(3)建筑的(de)屋(wu)檐、裝(zhuang)飾(shi)墻(qiang)等結構大于0.8米以(yi)上(shang)需按照實際的(de)尺寸、形狀采(cai)集，細節可(ke)以(yi)使用貼圖表現。

　　(4)突出門(men)廳、進出口大門(men)需要(yao)采(cai)集(ji)。

　　(5)建(jian)筑頂(ding)部(bu)結(jie)構需要按照實(shi)際情(qing)況采集(ji)，不能(neng)出現比例(li)、結(jie)構形狀與(yu)實(shi)際不符的情(qing)況。

　　(6)建(jian)筑(zhu)的女兒墻需要按照實際高度(du)(du)、寬度(du)(du)采集，居民自建(jian)房(fang)屋(wu)除(chu)外。

　　(7)沿街建(jian)筑(zhu)如有面積較小，面數較多的情況，如百葉窗、欄桿等，可做成塊(kuai)狀，直接貼(tie)影像(xiang)。

　　(8)建筑重要面的裝飾(shi)柱(墻線)凹凸在一(yi)米以上需要采集。

　　(9)房屋(wu)墩(dun)、柱：直徑大于1米(mi)，且(qie)高度(du)大于1.5米(mi)需要采集。

　　(10)圍墻需(xu)要采集。

　　(11)屋(wu)頂裝飾物(wu)：投影面大(da)于4平方米(mi)(mi)，或者最長的(de)一邊大(da)于2米(mi)(mi)的(de)幾何(he)造型(xing)必(bi)須采集。

　　四、傾斜攝影模型單體化應用

　　傾斜攝影模型只有進行單體化后才能成為真正意義上的GIS數據，具備圖查屬性、屬性查圖、緩沖區查詢、制作專題圖等功能，并在三維空間分析方面實現通視分析，(動態)可視域分析，天際線、剖面線分析，三維體渲染等操作，為智慧城市、規劃、國土、測繪、軍事、災害應急、農林業、旅游、文物保護等行業提供可操作的三維數據來源，以及系統、完整的解決方案與服務。

　　基于傾斜攝影的三維建模因其高效率、高精度、高真實感、低生產成本的優勢，已成為大規模城市三維重建的重要手段。根據不同生產需求、應用領域選擇合適的單體化方式，將精細化三維實景模型與GIS分析無縫整合，在智慧城市建設中具有很強的應用價值。