冯振华-新一代三维GIS技术演进.pdf

1、P1冯振华超图研究院 副院长、高工2022年6月30日新一代三维GIS技术演进P2P2多源三维数据融合1三维数据格式S3M2.03.02三维Web客户端技术演进3Contents目录三维GIS与3D引擎的跨界融合4空间数据模型及其分析运算P3空间数据模型对象数据模型网络数据模型场数据模型点、线、面三维表面（Surface）三维体（Solid）：边界表示法/参数化表示法二维网络三维网络不规则三角网（TIN）栅格（Grid）不规则四面体网格（TIM）体元栅格（Voxel Grid）二三维一体化空间数据模型描述离散空间要素描述连接关系描述空间中连续分布现象P4三维表面（Surface）模型的分析算子

2、Mesh模型（3dsMax等）拓扑校正、流形校正 计算凸包 计算投影面、投影拉伸体 计算阴影体 三维空间查询 裁剪、挖洞、镶嵌、切割等 计算法线、纹理坐标等 移除重复点、面 倾斜摄影Mesh模型 裁剪、挖洞、镶嵌等算子 通过Mesh表面提取高度，2D点/线/面转成3D数据 地形TIN瓦片缓存 布尔运算 裁剪、挖洞、镶嵌等算子 通过地形表面提取高度，2D点/线/面转成3D数据 P5三维体（Solid，边界表示法）模型的分析算子布尔运算 交、并、差 三维空间关系判定与查询 空间关系：包含、被包含、相等、相交、相离等 三维空间查询 降维运算 计算剖面 平面投影、立面投影、任意面投影 其他运算 计算凸

3、包 计算阴影体 三维缓冲区（体）P6三维体模型：参数化表示法 球、椭球、长方体、楔形体 圆柱、扇面柱体、弯折圆柱、斜口圆柱 圆锥、棱锥、圆台体、棱台体 圆环体、椭圆环体、矩形环体 简单几何体（参数化方程）点+极坐标建模 线+截面放样 面+线性拉伸/旋转拉伸 点/线/面+建模算子 三维体P7参数化三维体 IFC、GIM标准参数化对象的对应关系图参数化三维体IFCGIM球体IfcSphereSphere立方体IfcBlockCuboid棱台体IfcBrepTable楔形体IfcBrepOffsetRectanglarTable棱锥体IfcBrepTable椭圆体IfcBrep/椭圆环体IfcBre

4、pEllipticRing矩形环体IfcBrepRectangularRing弯折圆柱体IfcBrepBendingCylindrical斜口圆柱IfcBrep/圆锥体IfcRightCircularConeTruncatedCone圆柱体IfcRightCircularCylinder/IfcExtrudedAreaSolidTaperedCylinder圆环体IfcRevolvedAreaSolidRing圆台体IfcExtrudedAreaSolidTaperedTruncatedCone旋转体IfcRevolvedAreaSolid/拉伸体IfcExtrudedAreaSolidStr

5、etchedBody放样体IfcBrep/GIS BIMP8实体几何构造法(CSG)构建复杂三维体对象IntersectionSolidUnionCutSolidSolidSolidSolid三维体之间通过布尔运算，构建复杂的三维体P9构建建模规则，批量建模点/线/面建模规则(Python)批量生产三维白模生成S3M缓存映射游戏引擎材质P10P11数据模型之间的相互转化提取等值面体素化体元栅格三维表面点/线/面/拓扑网络参数化建模降维运算构建凸包/拉伸体等三维体P12P12多源三维数据融合1三维数据格式S3M2.03.02三维Web客户端技术演进3Contents目录三维GIS与3D引擎的跨界

6、融合4空间数据模型及其分析运算P13封闭的三维数据格式第1代第2代开放的三维数据格式OSGB倾斜摄影建模的热潮（2014）三维GIS应用的热潮三维数据格式的演进促进了倾斜摄影+GIS上下游打通第3代3DTiles、S3M、I3S等三维WebGL客户端的兴起高保真、高性能、多层级语义次世代3D引擎的应用P14S3M 2.0 S3M 3.0 支持几何压缩（Meshopt）和纹理压缩（KTX 2.0），大幅降低数据量，满足多终端应用 支持OBB包围盒，更精确地裁剪和调度切换，提升调度性能 新增LOD切换模式Geometric_Error高性能 PBR材质新增掩膜纹理，方便映射游戏引擎材质函数 新增支