國內(nèi)外眾多測繪單位和相關企業(yè)廣泛采用傾斜攝影自動化建模技術來生產(chǎn)三維模型數(shù)據(jù)，并逐步取代傳統(tǒng)手工建模，成為新的三維模型生產(chǎn)的重要方式。但都面臨以下困境：數(shù)據(jù)量龐大；單體化困難，GIS功能難以實現(xiàn)；局限于看一看，無法滿足行業(yè)應用需要。這些都成為主流三維GIS亟需解決的問題。
SuperMapGIS7C(2015)作為SuperMapGIS7C全新升級版本產(chǎn)品，突破了傾斜攝影模型應用的難點，并提供了一套強大的傾斜攝影三維模型應用解決方案，開啟了三維GIS領域數(shù)據(jù)來源的新篇章。
從今天開始，我們將用五篇文章闡述SuperMapGIS針對傾斜攝影三維模型的GIS應用解決方案。今天介紹第一篇：《速度更快——超強大的傾斜攝影模型數(shù)據(jù)承載力》。
傾斜攝影模型數(shù)據(jù)的特點
模型數(shù)據(jù)量大
傾斜攝影測量技術通過低空云下攝影，能夠從一個垂直和4個以上45度傾斜的方向獲取高清晰度、多角度的地物影像，數(shù)據(jù)精度可達到分米級，甚至厘米級別的測量精度。同時為了得到良好的三維成像效果，拍攝過程中會產(chǎn)生大量的冗余影像數(shù)據(jù)。并且，拍攝范圍一般是城市級別，因而建模成果往往數(shù)據(jù)量非常龐大，一般在數(shù)10GB乃至數(shù)百GB左右。
模型文件結構零散
傾斜攝影拍攝的圖片在使用建模軟件轉換三維模型后為模型文件，該模型數(shù)據(jù)具備多層級細節(jié)（一般稱為LOD）結構，根據(jù)不同的精度、范圍采用分塊的方式存儲。每個文件夾存儲一個切片，其中包含了一個根節(jié)點文件以及它對應的多個子節(jié)點文件?？梢钥闯?，傾斜攝影模型數(shù)據(jù)文件結構較為零散，文件層級較多。
對于GIS平臺產(chǎn)品而言，數(shù)據(jù)加載是面向應用的第一步。海量傾斜攝影模型數(shù)據(jù)的高效加載、渲染、流暢的操作體驗是GIS應用的堅實基礎。反之，如果承載力不夠強大、三維性能體驗不好，即使后續(xù)功能再完善，也不能完全滿足行業(yè)應用，無法得到大規(guī)模的推廣。因此，提升平臺產(chǎn)品對海量傾斜攝影模型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)承載力，有著十分重要的意義。
SuperMapGIS便捷高效的模型加載機制
傾斜攝影采集到的數(shù)據(jù)量非常龐大，若進行數(shù)據(jù)轉換與導入耗時較長，有時長達月余。SuperMapGIS(2015)只需要一個配置文件，就可以通過配置文件實現(xiàn)直接加載.osgb文件格式的原始模型數(shù)據(jù)，無需導入和數(shù)據(jù)轉換，模型加載機制便捷高效。如圖1。
另外，如果需要將傾斜攝影數(shù)據(jù)與其它矢量數(shù)據(jù)疊合在一起，也不需要將傾斜攝影數(shù)據(jù)轉換到相應的投影坐標系或者地理坐標系下，SuperMapGIS(2015)針對傾斜攝影數(shù)據(jù)，支持動態(tài)投影功能，可以將傾斜攝影數(shù)據(jù)動態(tài)投影到相應的坐標系下，這就大大節(jié)約了數(shù)據(jù)處理的時間成本。
SuperMapGIS強大的數(shù)據(jù)承載能力
SuperMapGIS(2015)針對傾斜攝影數(shù)據(jù)的承載力提供了一些內(nèi)置關鍵技術，因此可以支持TB級傾斜攝影建模數(shù)據(jù)的高效加載與流暢顯示，同時，長時間運行穩(wěn)定性高，硬件資源占用也是非常少的。這些關鍵技術包括：
充分利用傾斜攝影模型自帶的LOD（多層次細節(jié)）層級結構
SuperMapGIS7C(2015)充分利用傾斜攝影模型自帶的LOD（多層次細節(jié)）層級結構，根據(jù)物體模型在三維場景中所處的位置和重要程度加載不同精細程度的數(shù)據(jù)。當模型距離當前觀察點較近時，加載模型數(shù)據(jù)的精細層，保證數(shù)據(jù)高細節(jié)顯示；對于遠離當前觀察點的模型，則使用其模糊層數(shù)據(jù)，降低性能消耗。既能實現(xiàn)大幅度提升瀏覽性能，也能達到效果和性能之間的平衡，實現(xiàn)占用較少硬件資源的同時具備強大的數(shù)據(jù)承載能力。
動態(tài)調(diào)度（out-of-core）
通常，虛擬現(xiàn)實或游戲軟件為了優(yōu)化性能，會將當前場景中的數(shù)據(jù)全部加載到內(nèi)存中，因此加載的數(shù)據(jù)量是非常有限的。而我們的GIS平臺軟件經(jīng)常需要管理、顯示TB級海量傾斜模型數(shù)據(jù)，不可能一次性全部放到內(nèi)存中，需要根據(jù)觀察點位置進行動態(tài)調(diào)度，即把需要當前視野范圍內(nèi)看到的數(shù)據(jù)動態(tài)加載到內(nèi)存中，離開視野范圍的數(shù)據(jù)及時從內(nèi)存中釋放。并且根據(jù)觀察點的位置，根據(jù)從近到遠，先加載粗糙層，然后加載精細層的方式動態(tài)加載各種數(shù)據(jù)，保證距離觀察點最近的數(shù)據(jù)優(yōu)先調(diào)度和渲染。既符合視覺體驗，也能更加有效地利用硬件資源。
數(shù)據(jù)壓縮與紋理壓縮技術
SuperMapGIS7C(2015)提供了一個壓縮工具，可以將傾斜攝影數(shù)據(jù)中的紋理數(shù)據(jù)采用紋理壓縮格式壓縮，壓縮后的紋理打包到.osgb模型文件中，最后再對打包后的.osgb文件做zip壓縮，從而保證壓縮后的數(shù)據(jù)足夠小，壓縮后的文件格式仍然是.osgb的模型文件。通過數(shù)據(jù)壓縮，紋理數(shù)據(jù)和模型可以一次性下載、一次性載入內(nèi)存，紋理無需解壓縮即可直接載入顯存，做到更加快捷地加載模型，同時降低了顯存占用，這樣既可以提高模型數(shù)據(jù)加載量，也整體提升了性能體驗。
SuperMapGIS加載海量傾斜數(shù)據(jù)的性能指標
衡量三維場景性能的重要指標是幀率信息，即表示三維場景每秒鐘能夠渲染的次數(shù)。幀率越高代表性能體驗越流暢。一般來說15至20幀可以接受，30幀左右可算是基本流暢，45幀以上則達到了完全流暢的程度。除了幀率，數(shù)據(jù)加載效率、CPU和內(nèi)存占用也是評價場景性能高低的指標。
SuperMapGIS7C(2015)支持瞬間全幅加載TB級傾斜攝影數(shù)據(jù)，漫游幀率高、無卡頓感，占用CPU、內(nèi)存資源低，整體性能體驗較好。實際測試加載過中國最大一份450平方公里的傾斜攝影模型，運行非常流暢、穩(wěn)定。
使用中端PC臺式機對數(shù)字保定三維地理信息系統(tǒng)、數(shù)字唐山地理空間框架、河北城市實景三維綜合應用平臺等項目的傾斜模型數(shù)據(jù)進行測試，平均性能指標如下：
渲染100萬左右的三角面片渲染時，幀率不低于48幀，內(nèi)存占用不超過500MB，CPU占用率不超過14%。
渲染200萬左右的三角面片渲染時，平均幀率不低于30幀，內(nèi)存占用660MB左右，CPU占用率不超過20%。
