三維場(chǎng)景構(gòu)建手冊(cè)

三維場(chǎng)景構(gòu)建手冊(cè)技術(shù)背景精細(xì)、準(zhǔn)確、逼真的三維場(chǎng)景是全部站場(chǎng)治理都需要的根底數(shù)據(jù)，目前基于三維數(shù)據(jù)的站場(chǎng)治理平臺(tái)有著猛烈的市場(chǎng)需求。以下為“站場(chǎng)三維場(chǎng)景構(gòu)建及應(yīng)用系統(tǒng)”課題對(duì)應(yīng)的爭(zhēng)論內(nèi)容。1-1站場(chǎng)三維場(chǎng)景構(gòu)建及應(yīng)用系統(tǒng)框架3DMAX單體精細(xì)建模，正樂觀進(jìn)展激光掃描技術(shù)與全景影像技術(shù)相匹配后的“激光全景”技術(shù)爭(zhēng)論。性做出評(píng)價(jià)，然后逐項(xiàng)介紹流程、關(guān)鍵步驟和操作技巧。本手冊(cè)主要依托軟件有：AutoCAD3DSMax〔CitoVision〕〔Smart3D、DpModeler〕等；場(chǎng)景集成軟件，如Skyline平臺(tái)軟件、全景影像平臺(tái)軟件等。方案分析從數(shù)據(jù)采集角度考慮，三維建模的數(shù)據(jù)源包括：航空攝影成果、傾斜攝影成果、激光點(diǎn)云成果、設(shè)〔4種數(shù)據(jù)源的特點(diǎn)。2-1幾種數(shù)據(jù)源應(yīng)用于三維建模的優(yōu)劣勢(shì)分析序號(hào)數(shù)據(jù)源序號(hào)數(shù)據(jù)源優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)航空攝影成果1〔DEM和DOM疊加模效率最高效果最差，無法表示細(xì)節(jié)。型〕傾斜攝影成果細(xì)節(jié)有瑕疵，局部2〔Tin表細(xì)節(jié)需要用效果好面模型〕3DMax精模補(bǔ)充。整體效果一周期長〔效率低，3激光點(diǎn)云成果本錢高。最好4設(shè)計(jì)圖紙本錢低，無法表現(xiàn)體效果一般， 細(xì)節(jié)效果與實(shí)際出入大針對(duì)如上分析，需要組合這些方法，以到達(dá)符合工程需求的最正確效果。下邊針對(duì)幾種組合方案進(jìn)展分析，并依次為推舉的挨次。2-2站場(chǎng)建模方案組合的適用范圍序號(hào) 建模方案基于傾斜攝影測(cè)量的靈敏建1模基于傾斜攝影測(cè)量的靈敏建2模+3DMax精?；诤娇諗z影測(cè)量或者設(shè)計(jì)3圖的快速建模基于激光或傾斜攝影的43DMax精細(xì)建模

適用范圍的快速建模的快速建模建模的精細(xì)建模

特點(diǎn)細(xì)節(jié)表現(xiàn)力差。效率較高，本錢較高，整體和細(xì)節(jié)表現(xiàn)力都好。場(chǎng)有肯定出入。效率低，本錢高，只有不計(jì)本錢的工程使用。3完成的某站場(chǎng)三維模型。2-1基于航空攝影測(cè)量〔3〕的某典型站場(chǎng)的三維模型流程無論承受何方案，其流程都可以分為“采集和處理個(gè)根本步驟。航測(cè)三維采集 獵取DOM\DEM

遙感三維 傾斜攝影測(cè)量獵取Tin外表模型

地面激光測(cè)量獵取點(diǎn)云模型和形制作關(guān)鍵步驟

利用TerraBuilder進(jìn)行地MLModifyTerrain編輯局部地形單體粗模模型庫 設(shè)計(jì)供給精模 貼紋理，制作模型集成標(biāo)注和屬性數(shù)據(jù)編輯3-1三維構(gòu)建流程圖

單體精模構(gòu)建地形建工程軟件支持地理坐標(biāo)系和投影坐標(biāo)系，推舉使用地理坐標(biāo)系。加載數(shù)據(jù)加載影像加載高程模型

4.1-1加載影像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理創(chuàng)立金字塔

4.1-2加載高程模型將加載的DOMDEM數(shù)據(jù)生成金字塔。選中需要?jiǎng)?chuàng)立金字塔的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊ResolutionPyramid。編輯處理DOMDEM數(shù)據(jù)特別DOM處理利用ClipPolygon工具，將DOM、DEM接邊處進(jìn)展裁切。4.1-3影像接邊處理此外，不同的來源的DEM數(shù)據(jù)，接邊處還存在高程差異現(xiàn)象，在三維場(chǎng)景中，這種高程突變將嚴(yán)MPT地形數(shù)據(jù)過程中需要進(jìn)展特別處理。對(duì)DEM數(shù)據(jù)承受適宜的配色方案進(jìn)展渲染，以便于觀看接邊位置處的高程差異。人工對(duì)全部接邊TerraBuilder的feather工具進(jìn)展平滑處理TerraBuilderView功能區(qū)的ElevationSchemeColor控件下進(jìn)展修改高程渲染配色方案，推舉使用Classic方案。數(shù)據(jù)渲染->人工100%檢查接邊高程差異->定義平滑寬度->平滑效果檢查->調(diào)整接邊位置->接邊結(jié)果復(fù)查->不合格處重調(diào)整接邊平滑寬度和接邊位置。假設(shè)承受的是假設(shè)坐標(biāo)，可以對(duì)站場(chǎng)周邊的根底數(shù)據(jù)進(jìn)展處理。確定DEM數(shù)據(jù)接邊處的高程差異值，選擇根底DEM數(shù)據(jù)，將屬性中的ElevationOffset參數(shù)設(shè)置為對(duì)應(yīng)的差異改正值。點(diǎn)擊CreateMPT，構(gòu)建MPT數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)檢查TE中翻開創(chuàng)立的MPT文件，檢查數(shù)據(jù)是否滿足要求，檢查內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)是否存在漏洞、缺失。數(shù)據(jù)是否存在高程特別，如斷層、突起等現(xiàn)象。數(shù)據(jù)與根底數(shù)據(jù)接邊處，是否存在高差現(xiàn)象。制作矢量文件統(tǒng)一坐標(biāo)參考CAD平面圖、TFW正射影像圖、GlobalMapper、MPT和最終的FLY三維場(chǎng)景都要求使用一樣的的PRJ坐標(biāo)系設(shè)置，從最開頭就設(shè)定好。矢量化加載正射影像并進(jìn)展矢量化。假設(shè)大量使用人工紋理，推舉方案一。4.2-1站場(chǎng)建模矢量化圖層方案一序號(hào)圖層名稱內(nèi)容1內(nèi)部道路面狀符號(hào)，通常是瀝青或水泥路面，可行車2操作區(qū)面狀符號(hào)，通常為水泥地面3碎石地面面狀符號(hào)，通常為圍繞操作區(qū)的隔離區(qū)域4綠地面狀符號(hào)，草坪5建筑物面狀符號(hào)，包括辦公樓、設(shè)備間、廠房等6圍墻線狀符號(hào)，包括圍墻、鐵絲網(wǎng)、欄桿等面狀符號(hào)，如分析小室、消防箱、罐7

不規(guī)章工藝設(shè)備無法通過拉伸獲得，所以建議承受3DMax精模以下圖為某站場(chǎng)矢量化案例：

4.2-1某站場(chǎng)矢量化案例假設(shè)以航測(cè)正射影像紋理為主，推舉方案二。4.2-2站場(chǎng)建模矢量化圖層方案二序號(hào) 圖層名稱內(nèi)部道路圍墻

內(nèi)容線狀符號(hào)，包括圍墻、鐵絲網(wǎng)、欄桿等將矢量文件轉(zhuǎn)為Shapefile格式GlobalMapper將矢量文件轉(zhuǎn)化為ShapefileAreas，線要素被輸出成Lines。4.2-2Shapefile文件單體粗模導(dǎo)入矢量數(shù)據(jù)TerraExploer/Home/LoadGISLayer/Shapefile加載矢量文件。導(dǎo)入的要素圖層，可以通過右鍵進(jìn)一步，ConverttoGroup，以便后續(xù)拉伸，制作粗模。批轉(zhuǎn)化為模型這些導(dǎo)入的Group要素可以由系統(tǒng)供給的程序，自動(dòng)生成建筑物、圍墻、管道、電力線等模型。SelectedGroup，然后執(zhí)行，則程序會(huì)依據(jù)Group的空間位置，批制作對(duì)應(yīng)模型。模型，隨后再逐一編輯修改。4.3-1簡單圍墻高級(jí)建模選項(xiàng)單體建模選擇Building修改房頂構(gòu)造和紋理即可。建筑物屬性格外豐富，在此不再贅述。自動(dòng)建模

4.3-2某典型的單體建筑物效果基于CAD3DPIPE，實(shí)現(xiàn)專業(yè)的管道數(shù)據(jù)基于數(shù)據(jù)自動(dòng)生成，包括如下程序：4.4-1程序自動(dòng)建模序號(hào) 命令P2PP2B

描述2點(diǎn)繪管道。依據(jù)指定的起點(diǎn)和終點(diǎn)，繪制直管段。4點(diǎn)繪彎頭。依據(jù)制定的起點(diǎn)、終點(diǎn)和直線段方向，繪制彎頭。4點(diǎn)繪簡單彎頭。依據(jù)制定的起點(diǎn)、終點(diǎn)和直線段方向，繪制彎頭。由于手工操作時(shí)，P2CB 并且兩端直線和圓弧相接處法線過圓心。D2LD2PL2P

數(shù)據(jù)繪三維折線。該折線可以作為后續(xù)拉彎頭的路徑。道長度分成單根管道。折線繪管道。依據(jù)折線繪管道。IM XX單體精模點(diǎn)云模型

消氣器過濾器消防設(shè)備箱4.4-13DPipe制作的管道通過RIEGLVZ-1000〔點(diǎn)云及影像通過后期的點(diǎn)云拼接、坐標(biāo)訂正、去噪等處理，得到最終的現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)云模型，具體操作見技術(shù)文檔《地面三維激光掃描與數(shù)據(jù)處理手冊(cè)精模構(gòu)建精模構(gòu)建利用Pointshape軟件，對(duì)管道進(jìn)展準(zhǔn)確建模，包含管道、法蘭、閥門、罐、管道支護(hù)樁、墩、梁、架、泵等。具體操作見技術(shù)文檔《地面三維激光掃描測(cè)量三維建模操作手冊(cè)需要留意的是Pointshape軟件只支持CAD20222022兩個(gè)版本，最好安裝正版軟件，穩(wěn)定性好，正版軟件安裝方法如下：電腦連接CPPEcppe@cpp，密碼為郵箱密碼。進(jìn)入后翻開BDSP64，點(diǎn)擊setup安裝即可，許可欄里填寫自己電腦名字，假設(shè)需要3DMAX，則同時(shí)安裝CAD3DMAX軟件，安裝過程較長，中間不行斷網(wǎng)。安裝完畢后，假設(shè)不能運(yùn)行，依據(jù)說明修轉(zhuǎn)變量，運(yùn)行成功后在CAD工具欄下面借用許可，以后即可單機(jī)使用，最長借用時(shí)間是半年。紋理映射CAD完成的模型屬于白模，需要導(dǎo)入3DMAX進(jìn)展紋理貼圖。具體操作如下：導(dǎo)入模型3DMAX軟件支持直接將DWG3DMAX中，以對(duì)模型進(jìn)展后續(xù)處理。在導(dǎo)入過程中，幾何體標(biāo)簽下，依據(jù)以下項(xiàng)導(dǎo)出AutoCAD圖元中可選擇的方式有很多，為了后續(xù)操作便利需要對(duì)模型進(jìn)展分別，從而滿足實(shí)際工程中對(duì)象操作的需要。模型修整AutoCAD建模嫻熟度不同以及導(dǎo)入選項(xiàng)設(shè)置等問題，可能存在MAX模型的狀態(tài)、位置不符〔水平的面傾斜了等等、獨(dú)立模型劃分的不對(duì)〔這個(gè)主要是由于導(dǎo)入?yún)?shù)設(shè)置導(dǎo)致的，原始文件中也會(huì)存在同樣的問題在原來模型的位置上重建立MAX模型，刪除多余的模型。精細(xì)模型的三角面數(shù)掌握在1500500以內(nèi)。紋理渲染對(duì)MAX別渲染不同的材質(zhì)。為了使模型導(dǎo)出為X文件后在Skyline的材質(zhì)時(shí)需要留意如下幾個(gè)問題：使用標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)球中位圖貼圖制作材質(zhì)。通過漫反射貼圖方式進(jìn)展貼圖。假設(shè)模型需要制作透亮效果，比方欄桿，鏤空等構(gòu)造，要使用帶透亮通道的png或者tga格式的圖片通過漫反射貼圖方式進(jìn)展貼圖。假設(shè)使用多維子材質(zhì)進(jìn)展渲染，每種子材質(zhì)必需是標(biāo)準(zhǔn)位圖形式的材質(zhì)。能超過10241：1，1：2，假設(shè)貼圖實(shí)在太長或?qū)?，則將模型面進(jìn)展分割單獨(dú)。模型導(dǎo)出假設(shè)需要將模型放入Skyline的TerraExplorer等其他第三方軟件中，需要轉(zhuǎn)換三維模型的文件格式〔通常為.x文件。在進(jìn)展格式轉(zhuǎn)換時(shí)，需要留意不同格式文件中模型坐標(biāo)系、材質(zhì)信息、外部紋理文件、骨架構(gòu)造等參數(shù)的轉(zhuǎn)換，確保模型在目標(biāo)軟件中依據(jù)預(yù)想的形式展現(xiàn)出來。數(shù)據(jù)集成基于MPT地形，加載粗模、精模等單體模型，并對(duì)模型附加數(shù)據(jù)信息等，最終實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景集成。推舉建筑物和場(chǎng)景的信息標(biāo)注承受如下形式：固定的三維場(chǎng)景標(biāo)注，推舉用Label〔文字/圖片〕動(dòng)態(tài)提示用Tooltip屬性具體的用Message屬性整飾通過前面粗模、精模構(gòu)建等一系列操作，站場(chǎng)數(shù)據(jù)項(xiàng)較多，需要對(duì)圖層進(jìn)展歸類整理，具體方案見下表。

4.7-1站場(chǎng)圖層治理方案序號(hào) 圖層名稱 內(nèi)容靈敏模型地形建筑消氣器等5消氣器等5根底設(shè)施粗模，承受3DMAX建模實(shí)現(xiàn)，包括消防箱、警示牌、路燈、監(jiān)控設(shè)備等6電力設(shè)施skyline電力線模型工具，包括高壓線等7綠地skyline綠地模型工具，按植被類型分組排列

無人機(jī)航測(cè)獵取的靈敏模型站場(chǎng)內(nèi)重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域進(jìn)展地形修改，以便于后期單體建模修中心、消防泵房、油罐、門衛(wèi)房、圍墻、柵欄等精模，通過地面三維激光點(diǎn)建模實(shí)現(xiàn)，包括球閥、調(diào)整閥、壓縮機(jī)、泵、過濾器、名稱演示

名稱等依據(jù)業(yè)主要求，提前預(yù)設(shè)動(dòng)作，包括工藝流程、應(yīng)急治理、掃瞄路線等以下圖為某站場(chǎng)圖層治理案例：紋理和模型庫紋理

4.7-1某站場(chǎng)圖層治理案例為了獲得真實(shí)感強(qiáng)的效果，宜承受現(xiàn)場(chǎng)拍攝的建筑物立面照片經(jīng)過處理后作為貼圖紋理。30-50米，避開被大量障礙物遮擋狀況。用Photoshop翻開拍攝的建筑物立面照片，在右方圖層選項(xiàng)卡中“背景”單擊右鍵，選擇復(fù)制裁切關(guān)注的區(qū)域，可以是整個(gè)立面；也可以是一局部，立面中重復(fù)的元素，待貼紋理時(shí)使用陣列貼圖。如下例：5.1-1某典型的窗戶紋理處理效果油氣儲(chǔ)運(yùn)站場(chǎng)的紋理有很多共性，所以可以