傳統(tǒng)建模，日新月異有活力
當(dāng)雷達(dá)測(cè)量和航空攝影測(cè)量的手段正于行業(yè)應(yīng)用中大展拳腳時(shí)，技術(shù)大潮的沖撞讓傳統(tǒng)的三維手工建模的市場(chǎng)前途看似有點(diǎn)捉襟見肘，但事實(shí)并非如此。
通過GNSS全站儀測(cè)量、航攝相機(jī)拍照等方法所采集到的三維矢量線，利用3D建模軟件、結(jié)合DEM生成的白模，加之后期外業(yè)小組拍攝采集到的紋理圖所生成的三維模型，具有一定的高程精度。另外，每一個(gè)建模本身也是一個(gè)對(duì)象，在行業(yè)應(yīng)用中進(jìn)行對(duì)象信息的編輯十分方便。
這幾年，一些掌握傳統(tǒng)三維建模手段的廠商為了提高手工建模的效率，紛紛推出了相關(guān)的建模工具庫，一部分內(nèi)業(yè)處理的繁復(fù)環(huán)節(jié)得到了自動(dòng)化的處理，提高了工作人員的效率，例如南方數(shù)碼也在提供手工建模技術(shù)。據(jù)其總工程師梁哲恒介紹，傳統(tǒng)的建模手段需要花費(fèi)的物力、精力都比較高，為了降低手工建模的成本，技術(shù)團(tuán)隊(duì)需要在矢量快速建模，高程和矢量數(shù)據(jù)無縫對(duì)接，海量模型數(shù)據(jù)庫等方面做大量的研發(fā)投入，提升手工建模的自動(dòng)化水平，并維系其手工建模的優(yōu)勢(shì)。
盡管手工三維建模在行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)中的費(fèi)用和成本仍然比較高昂，但對(duì)于一些建模范圍不大，或者對(duì)建模真實(shí)度需求不高的行業(yè)用戶來說，已然足夠。傳統(tǒng)手工建模，仍然在不斷地探索和改進(jìn)中煥發(fā)著生命力。
激光雷達(dá)，前景廣闊后勁足
與手工建模和攝影測(cè)量建模相比，激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的時(shí)間在國(guó)內(nèi)并不算長(zhǎng)。自上世紀(jì)90年代中期激光雷達(dá)產(chǎn)品踏入商業(yè)化進(jìn)程以來，國(guó)外的激光雷達(dá)硬件產(chǎn)品逐漸作為一種高端的測(cè)繪產(chǎn)品進(jìn)入到中國(guó)，但高度壟斷市場(chǎng)地位所導(dǎo)致的產(chǎn)品高價(jià)位、配套軟件本土化水平低的問題讓激光雷達(dá)產(chǎn)品在三維建模領(lǐng)域應(yīng)用很少，甚至于在2005年以前，激光雷達(dá)在國(guó)內(nèi)仍名不見經(jīng)傳。
最近幾年，以中海達(dá)、南方測(cè)繪、北科天繪等企業(yè)為代表的一批國(guó)內(nèi)測(cè)繪廠商紛紛推出了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的激光雷達(dá)產(chǎn)品，在價(jià)格上低國(guó)外同類產(chǎn)品許多，而且性能不減，從而帶動(dòng)了該技術(shù)在三維建模方面的應(yīng)用。從空中到地面的雷達(dá)掃描作業(yè)，特別是移動(dòng)激光雷達(dá)掃描車的出現(xiàn)，將所獲得的全景點(diǎn)云數(shù)據(jù)與全景影像相結(jié)合，通過后處理軟件快速疊加生成城市街道三維模型，最終又與航空激光雷達(dá)獲得的大面積三維模型相結(jié)合，一套精細(xì)的三維城市建模即可呈現(xiàn)。
目前，激光雷達(dá)掃描技術(shù)已率先在國(guó)內(nèi)的城市規(guī)劃、工程計(jì)算、資源勘探、救災(zāi)應(yīng)急、交通事故處理、考古等領(lǐng)域有了不同程度的應(yīng)用，但與國(guó)外相比，在各行業(yè)領(lǐng)域的滲透率仍不算高，這里的一個(gè)主因正是由于與國(guó)產(chǎn)硬件相配套的后處理軟件的乏力支持。
北京拓維思科技有限公司是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的激光雷達(dá)解決方案提供商之一，其董事長(zhǎng)浦石認(rèn)為，國(guó)內(nèi)的激光雷達(dá)在硬件技術(shù)和性能方面與國(guó)外產(chǎn)品相差無幾，但在軟件領(lǐng)域仍是弱項(xiàng)，相關(guān)的自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理和建模技術(shù)主要還是依托國(guó)外的軟件技術(shù)，而激光雷達(dá)行業(yè)應(yīng)用的很大一部分成本，在于軟件的后處理階段。但浦石樂觀地表示，激光雷達(dá)技術(shù)也在走曾經(jīng)GPS的發(fā)展路線，隨著國(guó)內(nèi)廠商在該領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)力，未來或?qū)⒖吹接布a(chǎn)品將從國(guó)內(nèi)崛起并走向出口，軟件自給自足的大好前景，在應(yīng)用方面也將從個(gè)別試點(diǎn)被帶入到多領(lǐng)域進(jìn)而深度融合。
攝影測(cè)量，梅開二度“真”三維
作為國(guó)內(nèi)最早開展的一種測(cè)量模式之一，攝影測(cè)量技術(shù)正在被傾斜攝影照相設(shè)備和快速建模軟件所驅(qū)動(dòng)，邁上了一個(gè)更高的臺(tái)階，梅開二度引領(lǐng)高逼真度的“真”三維城市建模。
這種給人眼帶來視覺沖擊的城市三維模型并非空中樓閣。早在去年蘋果公司推出iOS 6系統(tǒng)時(shí)，這種“真”三維地圖便率先由蘋果公司引領(lǐng)至廣大的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶面前。蘋果公司用這款地圖成功地影響了谷歌地圖在全球的市場(chǎng)份額，其殺手锏正是出自于其在幾年前收購的一家瑞典的快速建模公司C3。蘋果地圖的出現(xiàn)，無疑從大眾的角度刺激了這類高精度模型的需求和普及，為更深入的行業(yè)級(jí)應(yīng)用埋下了種子。
如今，“傾斜攝影測(cè)量+快速建模技術(shù)”打造的精美三維世界雖然尚未在國(guó)內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域開枝散葉，但在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外的前端傾斜相機(jī)廠商和快速建模軟件廠商陸續(xù)看準(zhǔn)了國(guó)內(nèi)的數(shù)字城市和智慧城市的巨大市場(chǎng)前景，以上海航遙、四維遠(yuǎn)見、適普為集群的國(guó)內(nèi)企業(yè)在傾斜攝影相機(jī)、空三解析、和快速建模方面皆有突破;國(guó)外諸如徠卡、微軟等傾斜攝影測(cè)量相機(jī)提供商，以及視寶公司的Street Factory、泰瑞數(shù)創(chuàng)戰(zhàn)略合作伙伴Skyline、上海埃弗艾公司代理的法國(guó)Acute 3D等產(chǎn)品也紛紛在國(guó)內(nèi)三維建模市場(chǎng)中發(fā)力宣傳，與國(guó)內(nèi)的廠商相比，它們更具業(yè)務(wù)整合的優(yōu)勢(shì)。
作為稍晚時(shí)間進(jìn)入國(guó)內(nèi)三維建模市場(chǎng)的中國(guó)代理商——上海埃弗艾數(shù)字科技有限公司在今年和上海航遙信息技術(shù)有限公司始終保持著緊密的合作往來，通過市場(chǎng)參與，其CEO周非池感受到了一種微妙的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，因?yàn)锳cute 3D正是Street Factory和Skyline的OEM商，而后兩款產(chǎn)品進(jìn)入中國(guó)的時(shí)間相對(duì)更早，可一片欣欣向榮的前景還是讓他感到機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)并存。
談到傾斜攝影與快速建模技術(shù)對(duì)比手工三維建模和激光雷達(dá)掃描建模的差異化特征，周非池認(rèn)為兩項(xiàng)技術(shù)的天作之合遠(yuǎn)高于手工建模的性價(jià)比，從精美的程度來看也占據(jù)著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì);而激光雷達(dá)雖然應(yīng)用前景十分廣闊，在測(cè)量采集過程中也無懼氣候的影響，而且在一些特定的如電力等行業(yè)的三維建模中發(fā)揮著無可替代的作用，但激光雷達(dá)存在著建模精度上的提升瓶頸，相比之下傾斜攝影的硬件相機(jī)產(chǎn)品則具有的長(zhǎng)遠(yuǎn)的改良和升級(jí)空間。
傾斜攝影與快速建模技術(shù)帶來的另一個(gè)重大變革，即改變了人們對(duì)傳統(tǒng)GIS的理念，過去人們習(xí)慣以個(gè)體的建筑模型為對(duì)象，但基于該兩項(xiàng)技術(shù)呈現(xiàn)的將是一個(gè)整體的三維模型底板，底板中所有人為能辨識(shí)出來的模型要素，需要通過定位和空三測(cè)量技術(shù)的輔助完成屬性信息的對(duì)接，這意味著該三維模型在GIS中要更具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)性和邏輯性。不過，目前大型的三維模型底板也存在著和GIS平臺(tái)對(duì)接的困難。受限于這一難題，“真”三維模型后期的應(yīng)用會(huì)受到一定的影響，特別是與國(guó)產(chǎn)GIS平臺(tái)的兼容性上依然存在著缺口。因此，三維快速建模廠商或可以獨(dú)立從底層開發(fā)GIS平臺(tái)，或與現(xiàn)有的GIS平臺(tái)廠商協(xié)作改進(jìn)數(shù)據(jù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的掛接與兼容。
雖然存在著困難，但產(chǎn)業(yè)鏈上的廠商們普遍認(rèn)為，2013年是傾斜攝影測(cè)量和快速建模技術(shù)的元年;而明年，“真”三維的行業(yè)級(jí)應(yīng)用和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都將可能是一個(gè)爆發(fā)期。
吶喊三維城市應(yīng)用
隨著三維技術(shù)的日趨成熟，各大廠商們摩拳擦掌，謀求從技術(shù)服務(wù)商到解決方案服務(wù)商的轉(zhuǎn)型。
北京拓普康商貿(mào)有限公司測(cè)量事業(yè)本部副部長(zhǎng)陳雨表示，測(cè)繪與GIS企業(yè)邊緣化發(fā)展、廠商跨界創(chuàng)造價(jià)值將是趨勢(shì)，而使用測(cè)繪行業(yè)產(chǎn)品的用戶也不再僅限于專業(yè)的測(cè)繪圈子，越來越多的行業(yè)用戶將主動(dòng)與測(cè)繪廠商溝通，建立合作的關(guān)系。
相應(yīng)的，北京大學(xué)遙感與地理信息系統(tǒng)研究所的李濱博士也提出了一致的看法，他認(rèn)為，未來測(cè)繪地理信息行業(yè)也將會(huì)催生一批更加專注的解決方案商，利用上游的軟硬件產(chǎn)品，更直接地和行業(yè)用戶對(duì)話。未來的產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系，應(yīng)當(dāng)是由政府主管單位定三維行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、用戶提需求、廠商供設(shè)備和軟件、解決方案商做方案的有機(jī)整體。
面對(duì)未來三維市場(chǎng)的機(jī)遇，美國(guó)天寶公司測(cè)繪地理信息部門亞太區(qū)經(jīng)理John Whitehead總結(jié)認(rèn)為，三維技術(shù)中的各類行業(yè)應(yīng)用將從規(guī)劃、模擬等方向幫助減少國(guó)內(nèi)許多地區(qū)由項(xiàng)目建設(shè)引發(fā)的各種經(jīng)濟(jì)泡沫的產(chǎn)生，并利用三維提升政府部門的管理水平;另一方面，國(guó)內(nèi)三維應(yīng)用依托傳統(tǒng)測(cè)繪行業(yè)的驅(qū)動(dòng)而發(fā)展，經(jīng)歷幾年光景，三維技術(shù)在中國(guó)普及和成長(zhǎng)的速度都是驚人的，甚至是世界領(lǐng)先的。但作為一個(gè)大國(guó)，John表示中國(guó)的三維技術(shù)并非在每個(gè)地區(qū)都有很好的運(yùn)用。所以，那些三維應(yīng)用水平相對(duì)落后的地區(qū)，將給企業(yè)無限的機(jī)會(huì)。
回到三維建模的技術(shù)。傳統(tǒng)手工三維建模，雷達(dá)點(diǎn)云建模，以及攝影測(cè)量建模的方法并不是相互孤立的，三類技術(shù)也將并行存在，其更大的價(jià)值在于相互配合與共建，為每一個(gè)行業(yè)打造最適合的應(yīng)用。
如今，能夠看到廠商們皆已振翮吶喊三維城市應(yīng)用，未來究竟會(huì)成就幾個(gè)行業(yè)巨人，還是催生一批行業(yè)領(lǐng)域的精英企業(yè)，我們還得靜看2014年的發(fā)展。（文丨本刊編輯陳啟臨）
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