更高效的多源三维数据管理，构建更坚实的时空数据基座

更高效的多源三维数据管理，构建更坚实的时空数据基座###

(资料图片仅供参考)

乐享技术

当前，自然资源、城市规划、水利、交通等领域的数字化转型进程加快，亟需地理时空数据的一体化管理与精细化处理能力的支撑。

经过近十年的发展，SuperMap GIS形成了一套成熟的多源三维数据管理技术，实现了多源异构三维数据从接入、处理、分析、服务发布到多端应用的全流程管理。随着三维空间数据获取技术的不断进步和业务应用的不断深入，市场对海量多源数据的高效管理提出了更高的要求。

因此，SuperMap GIS 2023进一步完善了多源数据接入能力，大幅提升了多源数据处理能力，优化了数据组织和调度策略，为用户提供更高效、更智能的数据管理能力，助力各行业构建更坚实的时空数据基座。

不断完善多源数据接入能力

更全面、更实时

针对不同来源、不同格式的空间数据，SuperMap GIS提供多源数据接入能力，可全面接入地形、影像、矢量点线面、倾斜摄影三维模型、点云、建筑白模、城市精细模型、BIM、地下管线、地质体、物联感知数据等，从而实现空天/地表/地下、室内/室外全空间信息的直观展示。为了更全面、更实时地接入多源异构数据，SuperMap GIS 2023进一步完善多源数据接入能力：

1. 新增支持原生接入二进制.x和.stl格式的城市精细模型，支撑表达城市级三维场景；

2. 完善GIM（Grid Information Model，电网信息模型）数据格式解析能力，支持无损接入更多国网发布的通用设备模型，为数字电网提供技术支撑；

3. 支持采用体元栅格模拟全球级天气现象，通过体元栅格模拟大范围大气运动现象（位温扰动），辅助深入探究气候变化规律（图1）；

4. 支持将河流水位的物联感知数据处理为多时序S3M瓦片，来模拟洪水淹没、河道水流等，见图2，可应用于防洪、防汛、溃坝防灾减灾等应急决策中。

▲图1 体元栅格表达大范围大气运动现象（位温扰动）

▲图2 多时序S3M瓦片表达洪水淹没和河道水流

大幅提升多源数据处理能力

更高效、更智能

此前，为充分利用多源空间数据、挖掘空间数据价值，SuperMap GIS提供了逐顶点坐标转换、数据配准、数据平移旋转以及多种数据运算和处理功能，可实现多源异构数据的精确匹配和平滑衔接，还支持通过处理自动化(GPA)工具，构建数据自动化处理业务流，可实现地形、倾斜摄影三维模型、BIM等数据处理与分析过程的自动化。为实现更高效、更智能地挖掘空间数据价值，SuperMap GIS 2023新增多个数据处理功能和工具（图3），大幅提升了多源数据处理能力。

▲图3 多源三维数据处理自动化工具

• 提升倾斜摄影三维模型处理能力

  此前，SuperMap GIS支持基于GPA工具构建大规模倾斜摄影三维模型处理自动业务流，有效提升了大规模倾斜摄影三维模型数据的处理效率。今年，SuperMap GIS 2023新增支持倾斜摄影三维模型预处理、局部更新、断点续生成等功能，进一步提升倾斜摄影三维模型处理能力（图4）。

  ▲图4 倾斜摄影三维模型自动化处理业务流

  通过倾斜摄影三维模型预处理功能，可检查文件的完整性及是否存在损坏文件，然后通过日志的方式告知用户相关信息，并支持自动修复异常数据，包括包围盒异常、三角网异常、纹理冗余、纹理缺失等，还能自动从源目录剪切错误数据备份，以保障后续能成功生成S3M瓦片（图5）。

  ▲图5 倾斜摄影三维模型预处理

  在倾斜摄影三维模型生成S3M瓦片的过程中，常常会由于各种突发情况导致生成中断，例如，电脑断电、运行内存不足、磁盘空间不足、突然死机以及原始数据存在文件损坏等。为此，SuperMap GIS 2023新增支持断点续生成功能，在强制中断倾斜入库的进程后，重新打开桌面，再采用断点续生成功能，能自动读取上次生成的进度，继续完成倾斜入库工作（图6）。

  ▲图6 倾斜摄影三维模型断点续生成

  随着城市数字化转型进程的加快，城市数据的动态更新显得尤为重要，尤其是倾斜摄影三维模型的局部更新。为此，SuperMap GIS 2023新增支持倾斜摄影三维模型局部更新功能（图7），支持任意多边形、离散分布区域的数据更新，且只更新相关联节点数据，未接壤数据可重复利用，能极大地节省处理时间，并支持存储历史版本信息，能实现基于一份数据快速切换历史版本，还兼容旧版本产品，旧版本产品支持加载显示更新后的数据。Web3D客户端产品SuperMap iClient3D for WebGL也支持动态切换显示任意历史时期的数据，在切换历史版本时，只刷新被更新区域的数据，可极大地提升数据的浏览体验。

  ▲图7 倾斜摄影三维模型局部更新

  • 提升城市精细模型处理能力

    针对城市精细模型，SuperMap GIS 2023新增支持模型质量检查功能，完善了数据局部更新功能。通过模型质量检查功能，可检查出数据中存在的问题并给出相应提示，例如顶点数过多、子对象过多、纹理尺寸过大等，根据提示可以通过移除重复点/面、模型合并、模型切分以及纹理重映射等功能对数据进行自动处理，从而规范数据，以保证后续生成S3M瓦片的性能。

    此前，SuperMap GIS 2022支持城市精细模型数据依据“范围”更新，即：基于更新区域的包围盒信息来增加、删除、修改几何对象，以及更新属性信息。今年，为实现更加精准的数据局部更新，SuperMap GIS 2023新增支持城市精细模型数据依据“对象”更新，即：基于具体的对象ID信息来增加、修改几何对象，以及更新属性信息。

    • 提升激光点云智能化处理能力

      如何基于大量不规则三维激光点云数据进行各种地物的目标识别和分类是数字三维城市重建的基础。今年，为提高点云数据分类效果，SuperMap GIS 2023新增基于人工智能的点云实例分割功能，可有效提升电网巡检后的数据处理效率（图8）。

      ▲图8 基于点云实例分割可区分杆塔和电力线对象

      • 提升地下管线快速构建和高保真可视化能力

        SuperMap GIS 2023新增材质管理器（图9），支持按照管线业务种类制作不同的PBR (Physically-Based Rendering，基于物理的渲染) 材质，如给水、污水、燃气等，还完善了三维自适应管点符号，从而提升了大规模三维管线的快速构建和高保真可视化能力，可用于Web端、移动端、PC端、游戏引擎等多终端。

        ▲图9 大规模三维管线的快速构建和高保真可视化

        • 提升大规模三维数据处理效率

          SuperMap GIS 2023通过优化瓦片剖分算法和完善数据输入/输出机制，大幅提升了生成TIN地形瓦片的效率；通过优化多属性字段处理算法，大幅提升了大规模矢量数据生成白模S3M瓦片的效率（图10）。经测试，大规模地形数据生成TIN地形瓦片的效率较上一版本提升超过1倍，全国矢量面数据生成白模S3M瓦片的效率较上一版本提升超过5倍。

          ▲图10 大规模白模瓦片处理时间对比图

          SuperMap GIS 2023还新增S3M版本升级算子，支持将S3M 1.0/2.0数据升级为S3M 3.0数据，可提升数据加载和更新性能，并且，与重新生成S3M瓦片相比，基于该算子的生成效率提升1倍以上。

          持续优化数据组织和调度策略

          更快速、更流畅

          面对大规模数据快速加载和流畅显示的需求，SuperMap GIS 2023通过优化数据组织和调度策略，使得TB级倾斜摄影三维模型的全幅加载性能可提升1倍以上，其局部加载性能可提升30%，GB级城市精细模型的加载性能可提升1倍，百万级BIM构件的加载性能可提升30%。在Web3D客户端加载具有百万BIM构件的数据，跟随相机视角的漫游，可通过隐藏建筑外立面来实现室内BIM构件的流畅显示（图11）。

          ▲图11 Web3D客户端流畅显示具有百万BIM构件的数据

          后续，SuperMap GIS将融合人工智能、物联网、分布式等技术，不断完善和优化多源三维数据管理技术，持续助力构建时空数据基座，为自然资源、城市规划、水利、交通等数字化转型提供更强大的技术支撑。

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