P3BJet对接S3M格式,助力实景三维中国建设

发布时间:2019 年 11 月 06 日  文/广西东方道迩科技有限公司 陈俊雄
导读:“实景三维中国建设”项目启动后,倾斜摄影数据采集、处理、应用等方面释放了大量机会。作为空间信息服务商,东方道迩推出了高性能图像三维重建计算设备,并且该设备已完成对空间三维模型数据格式Spatial 3D Model(S3M)的直接支持,全方位助力实景三维中国建设。

  自然资源部于今年起将推动在实景三维中国建设等方向凝练成大项目、大工程。有观点认为,该工程或将为地理信息产业带来亿万级的市场机会。“实景三维中国建设”项目启动后,倾斜摄影数据采集、处理、应用等方面释放了大量机会。作为空间信息服务商,东方道迩推出了高性能图像三维重建计算设备,并且该设备已完成与中国地理信息产业协会发布的第一个团体标准《空间三维模型数据格式》Spatial 3D Model(S3M)的对接,全方位助力实景三维中国建设。

  高性能图像三维重建计算设备

  对地观测获取三维数据的方式可简单分为主动式(如激光雷达、合成孔径雷达等)与被动式(光学数字相机)等两种。主动式传感器优势主要在于可直接获取精确的三维信息,受天气影响较小,缺点在于体积与功耗相对较大,不利于无人机荷载,综合成本高昂;而被动式CCD传感器的优点是体积小,功耗低,适合各种类型无人机挂载,设备成本与数据采集成本非常低廉,缺点是基于图像的三维重建对后期计算量消耗比较大,计算时间常常长达数天甚至数十天,难于及时获取成果。但基于数字图像的三维重建,虽不是最先进的三维测量技术,却仍是目前性价比最高的技术手段。

  从计算视觉发展出来的图像三维重建,其相关算法理论已经发展比较成熟,除商业软件外,也出现了如OpenMVG+OpenMVS、ColMap等优秀的开源项目。这些纯软件产品在核心算法、处理流程上大同小异(各产品算法效果差异在此不展开),因受算法理论限制,各产品虽采用优化方式不同(CPU或GPU加速),但共同点是运行于普通PC之上,即使购买堆砌昂贵的PC配件,没有经过体系级的优化,也无法充分发挥性能。常常花了大价钱配置,却仍不能获得理想的数据处理能力。

  东方道迩在与海外合作伙伴共同研发产品之初,为满足客户对数据处理能力的需求,经过充分的研究论证,在自主研发跨平台三维重建核心引擎(P3BJet)时,决定抛弃与普通PC的适配,将相关算法针对特定硬件进行深度的结合与优化,开发出一套专门应用与图像三维重建的专用计算设备(UM3系列)。该设备研发完成交付后,以专业、人性化兼顾的交互方式、优质的数据效果、极致高效的处理速度,通过了海外客户严苛挑剔的测试与同类软件产品的横向对比测评,获得了用户高度的认可赞誉与批量订单。

图1 AT-Station空三可视化

  UM3客户端套件主要分空三工作站AT-Station(航片姿态重建)与重建工作站RE-Station(影像三维重建)两大部分;AT-Station:专业航空摄影空三平台,同时支持无人机EXIF影像数据与专业航空相机+POS系统数据,如图1所示;RE-Station:影像三维重建任务可视化管理平台,除ATStation空三成果外,也支持第三方主流空三软件平差结果输入,如图2、3所示;数据成果如图4所示。

图2 RE-Station重建瓦片可视化

图3 RE-Station任务管理队列

图4 五头倾斜相机数据三维重建成果

  实现与《空间三维模型数据格式》团体标准对接

  倾斜摄影数据是建设实景三维中国的基础性资源之一,数据开放共享是大数据发展和深入倾斜摄影挖掘数据价值的基础,是推进实景三维中国建设的重要抓手和核心内容。2019年7月19日,经中国地理信息产业协会审查批准,《空间三维模型数据格式》团体标准发布,并已于8月31日正式实施。这是中国地理信息产业协会发布的第一个团体标准。

  UM3平台内部输出的三维模型原始数据为大幅面标准三维网格二进制格式,可根据需要通过UM3后期数据扩展插件从原始模型生成多种成果格式,也可重新自定义切割瓦片大小、纹理等级、金字塔LOD层级等,无须重新计算。目前,东方道迩UM3系列产品已完成与《空间三维模型数据格式》团体标准的对接,支持将倾斜摄影模型数据输出为S3M格式数据,实现将影像数据至超图三维GIS平台应用的一键自动化高效整合,如图5所示。

图5 SuperMap GIS平台加载东方道迩倾斜摄影数据

  结语

  广西东方道迩成立五年来,一直与海外专业企业进行深度合作,长期服务于海外市场。自2019年上半年开始与超图研发中心对接以来,UM3系列产品目前已完成对空间三维模型数据格式(Spatial 3D Model,S3M)的直接支持,实现了从影像数据至超图三维GIS平台应用的一键自动化高效整合,为用户极大减少了数据生产、应用周期。我司热烈期待通过《空间三维模型数据格式》团体标准,参与到我国实景三维建设的热潮中来,携手合作伙伴共同助力实景三维中国建设。

  *声明:本文中使用航空影像示例数据版权归原作者所有。

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