如業(yè)內(nèi)所見，不斷完善的激光雷達(dá)建模、攝影測量建模正在成為主流三維建模手段，激光雷達(dá)和攝影測量這兩種手段相對傳統(tǒng)手工建模出現(xiàn)較晚，但卻至少有“所建模型精度高”、“建模過程效率高”兩大制勝優(yōu)勢。因此，這三者孰優(yōu)孰劣，孰輕孰重?難以斷言!但卻可以看出，現(xiàn)在整個三維城市的建模手段就靠這三者所支撐，整個三維建模行業(yè)也就出現(xiàn)了“三足鼎立”的局面。
三足鼎立的局面行之多久?隨著三維建模行業(yè)的深入發(fā)展誰能一統(tǒng)，誰又會被淡出?在目前三維模型市場處于動態(tài)變化的情形下實在難以回答。不過“橫看成嶺側(cè)成峰，遠(yuǎn)近高低各不同”，那不妨分視角來審視“三足鼎立”局面下的三種三維建模手段，由此評判三者高低不失為最客觀最公正。
行業(yè)應(yīng)用對比
從行業(yè)應(yīng)用視角來看，攝影測量建模技術(shù)與激光雷達(dá)建模技術(shù)正成為三維建模的主流手段。而數(shù)年前，傳統(tǒng)三維建模、激光雷達(dá)建模、攝影測量建模，這三者在政府應(yīng)用領(lǐng)域都是有力手段，但是隨著現(xiàn)在數(shù)字城市與智慧城市的搭建，仿真技術(shù)的發(fā)展，以及各行業(yè)自身高效發(fā)展的需求變化，使得這三種三維建模手段在行業(yè)應(yīng)用的分布上正逐漸拉開距離。
如激光雷達(dá)建模，其利用的是激光雷達(dá)掃描儀數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模，鑒于它的精確度，其主要就是偏重在國家測繪行業(yè)。而攝影測量建模利用的航測數(shù)據(jù)，由于其宏觀視野特征，其重在為國家各個規(guī)劃單位進(jìn)行提供服務(wù)，這一手段在最初所建三維模型具有很強的可視化效果，而規(guī)劃行業(yè)對三維模型所需恰是要滿足可視化這一需求便可。當(dāng)然，現(xiàn)在規(guī)劃所需的三維模型不再只是單純的可視化三維模型，正取而代之的是具有可視化應(yīng)用功能的三維模型。而與這兩者都不同的是傳統(tǒng)三維建模在這幾大行業(yè)中都被作為一種非常有力的手段來實施三維建模。
但是，隨著地理信息技術(shù)向其他行業(yè)不斷滲透，如今各行業(yè)對于三維模型都有需求。如，水利、能源、地下管線、房地產(chǎn)估值等行業(yè)，對三維模型的應(yīng)用需求愈發(fā)凸顯，這一行業(yè)需求的變化直接導(dǎo)致三維模型市場份額更多偏向了攝影測量三維建模手段。泰瑞數(shù)創(chuàng)總裁劉俊偉也表示，在應(yīng)用行業(yè)來看，像規(guī)劃、土地、房屋、測繪、環(huán)保、應(yīng)急、公安全部都是政府類客戶，其戰(zhàn)略合作伙伴Skyline平臺下的三維建模項目80%、90%都是面向政府的。不僅是他們，所有做三維的公司現(xiàn)在最終客戶基本都是政府。而企業(yè)級市場如果按企業(yè)級劃分，現(xiàn)在企業(yè)級市場是在逐漸增加。像大型交通類的企業(yè)、大型工程類的企業(yè)，后面逐步過渡到物流和中小型企業(yè)，中間會有一個過程。
比如，深圳規(guī)劃局用的便是Skyline平臺下的三維建模自動化集成軟件，據(jù)劉俊偉介紹，從2008年他們就開始這種系統(tǒng)在房地產(chǎn)估值方面的應(yīng)用，把深圳的三維數(shù)據(jù)，外表貼面圖都做完了。
利用三維建模手段進(jìn)行房地產(chǎn)估值這個應(yīng)用今年還榮獲測繪科技進(jìn)步一等獎，由此可見，這已從行業(yè)應(yīng)用層面反映出攝影測量三維建模手段的潛力所在。而對于像房地產(chǎn)估值這樣的新興應(yīng)用而言，傳統(tǒng)三維建模和激光雷達(dá)建模涉及并不明顯，尤其傳統(tǒng)三維建模在效率上很難滿足這類應(yīng)用的按需定制和效率。
成本效率比較
首先，從人工成本視角來看，傳統(tǒng)手工三維建模手段在很大程度上處于劣勢地位，而集成化的攝影測量三維建模和激光雷達(dá)三維建模則具有節(jié)省人力成本的優(yōu)勢，甚至整個三維建模過程都不需要人為干涉便可以自動化完成。這還可以在另外一個角度進(jìn)行佐證，原來業(yè)內(nèi)手工建模公司都面臨一個非常大的人員流失的問題。建模人員學(xué)到一定成熟度后就不滿足了，人員流失比較大，這本身也是傳統(tǒng)手工建模最大的問題所在，這一人員的不穩(wěn)定性其實增加了建模公司的很多隱性成本，比如制作時間長度、用人數(shù)量等累計成本等等。
其次，無論是傳統(tǒng)手工三維建模、攝影測量三維建模還是激光雷達(dá)三維建模，其建模所需的數(shù)據(jù)采集都是占最大比例的支出成本。從數(shù)據(jù)采集的成本角度來看，航空攝影大面積數(shù)據(jù)采集，它的成本會比人工采集要低得多。以往，需要的是建筑或者區(qū)域的實體長寬高數(shù)據(jù)，實地測量采集數(shù)據(jù)的成本之高不言而喻，而像攝影測量三維建模、激光雷達(dá)三維建模則不需要人工進(jìn)行實地測量的采集成本，并且在效率上還大大地縮短建模周期。例如，利用國際最高新的傾斜攝影方式進(jìn)行采集甚至可以一次性獲取三維建模的所需數(shù)據(jù)，以往數(shù)月完成的數(shù)據(jù)采集過程利用攝影測量技術(shù)或激光雷達(dá)掃描技術(shù)數(shù)小時就可以完成。對此，上海埃弗艾數(shù)字科技有限公司CEO周非池舉例表示，他們也是迎來了一個非常好的時間點、時機。他認(rèn)為現(xiàn)在后處理軟件發(fā)展技術(shù)成熟了，而且他們的攝影測量傾斜攝影硬件剛好也能迎合這一點。通過攝影測量的手段可以達(dá)到一天10平方公里的數(shù)據(jù)獲取效率，通過利用8000萬像素的一套航空相機，五鏡頭一組一次曝光達(dá)4億像素。差不多的采集成本可以遠(yuǎn)勝傳統(tǒng)采集模式的獲取效果，如果飛行800到1000米航高，他們就能做出1：1000高精度三維模型。
成本和效率既有獨立性又有聯(lián)動性，而無論單獨講還是綜合看，傳統(tǒng)手工建模在成本、效率上是不能滿足今天市場對于三維模型的需求。
三者對數(shù)據(jù)采集與處理的要求對比
第一，數(shù)字影像的獲取是攝影測量三維建模的第一道工序，數(shù)字影像質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響后續(xù)各工序及最后成品。更有效、更經(jīng)濟(jì)、更方便且更高精度地獲取數(shù)字影像的技術(shù)也正是攝影測量三維建模的關(guān)鍵技術(shù)之一。經(jīng)濟(jì)、高效、高精度的優(yōu)勢特性是攝影測量的共性，主要有3個特點：其一，解決大像幅的航空攝影;其二，與定姿、定位傳感器的結(jié)合;其三，與現(xiàn)有攝影測量系統(tǒng)資源的銜接。攝影測量三維建模的傳感器集精密光學(xué)機械、高速信號處理、海量數(shù)據(jù)存儲與處理和機載POS等技術(shù)為一體，為數(shù)字航空影像的獲取開辟了一條全新的道路。像 ADS40、DMC、UCD這些具有代表性的數(shù)字航測儀分別又具有各自的特點。無論是線陣傳感器相機，還是面陣傳感器相機，由數(shù)字航攝儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)膠片式航攝儀的優(yōu)勢是非常顯著的，這也正是現(xiàn)在攝影測量三維建模手段優(yōu)于其他兩種手段的重要支撐因素。
第二，像3DMAX、AutoCAD等傳統(tǒng)三維手工建模手段最大的受制因素在于效率，相比攝影測量三維建模和激光雷達(dá)三維建模的自動化建模過程要遜色很大一截。反過來講，攝影測量三維建模和激光雷達(dá)三維建模的一些受制因素在傳統(tǒng)手工建模手段上并不存在。
第三，激光雷達(dá)三維建模，其原理是利用激光雷達(dá)掃描的點云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)重建算法進(jìn)行深入細(xì)致的研究，由于這些三維數(shù)據(jù)是在不同坐標(biāo)系下獲得，使得物體和環(huán)境模型的重建具有很大挑戰(zhàn)性。在對環(huán)境或物體掃描數(shù)據(jù)的重建時，經(jīng)常使用最近迭代算法(ICP)進(jìn)行數(shù)據(jù)配準(zhǔn)，但是大量點云數(shù)據(jù)使得它的配準(zhǔn)效率低，且易于發(fā)生特征點錯位。而且由于機載雷達(dá)采集過程中的航高以及雷達(dá)掃描點陣的密度，現(xiàn)在國內(nèi)最高只能做到0.2米即采集效率非常低，并且需要飛的非常低，這又是一個限制性因素。周非池認(rèn)為，“航空雷達(dá)在以后的應(yīng)用會越來越受限，但不能說完全淘汰”。
此外，雷達(dá)激光相對其他兩種手段而言卻有著唯一的強勢——非可見光情況下工作，比如天氣環(huán)境非常惡劣，暴風(fēng)、暴雨都可以發(fā)揮作用。而在這一方面，無論是傳統(tǒng)手工建模所需數(shù)據(jù)還是攝影測量建模所需數(shù)據(jù)都會受到限制，畢竟人力、相機對天氣還是有一定依賴性的。但是大面積城市三維建模作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來講的話，地面雷達(dá)要想精確勢必就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)量非常大，數(shù)據(jù)量帶來的直接問題就是配套的電腦硬件運行能力難以匹配。（文丨本刊編輯李保旭）
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