单体化建模
关于单体化建模，我们从什么是单体化出发。
“单体化”是指每一个我们想要单独管理的对象，是一个个单独的、可以被选中的实体；即用鼠标点击时可以显示为不同颜色（称为“高亮”），可以附加属性，可以被查询统计等等。只有具备了“单体化”的能力，数据才可以被管理，而不仅仅是被用来查看。
对于人工建模而言，单体化是一个不言而喻的事情。即在人工建模的过程中，自然会把需要单独管理的对象（如建筑、路灯、树木等）制作为单独的模型，和其它对象分离开。（当然也有一些时候为了其它方面的一些考虑，人工建模时故意把几栋楼作为一个对象来制作）
三维模型单体
三维模型单体是指，倾斜摄影三维模型、激光点云等地理场景通过切割、重建、矢量叠加等操作处理，将地理实体构建为三维形式的独立对象，能够独立表达、挂接属性以及查询统计与分析等。
由上述解释可以看出，“三维模型单体”是面向应用的，独立表达、挂接属性及查询统计与分析，与“单体化建模”有本质区别。
倾斜摄影模型单体化主要包括矢量切割单体化、矢量叠加单体化和模型重建单体化3种方式。
1.矢量切割单体化
矢量切割单体化是一种最直观的思路，即用建筑物、道路、树木等对应的矢量面，对倾斜摄影模型进行切割，从物理上把连续的三角面片网分割开，实现单体化。该方法可从物理意义上把连片的模型真正分割开来，再对分割后的模型进行管理和操作。然而，由于倾斜摄影数据量大，切割是一项很费时费力的工作，不符合倾斜摄影建模高效率低成本的初衷。
该类方法会对数据的原生态LOD造成破坏，没有切割对应的纹理，导致纹理冗长，严重影响三维渲染性能。采用该切割方法生产的单体化模型效果较差，边缘出现锯齿或不规则形状。另外由于3DGIS对模型空间查询和分析能力远没二维GIS对面操作的成熟和灵活，因此其分析功能有限。
2.矢量叠加单体化
此类方法主要利用与摄影对象配套的二维矢量面为用户提供类单体的实用表达与操作体验，实现了对象化的表达与操作，打通了倾斜摄影模型与二维矢量面之间的二三维一体化通道，即矢量叠加单体化。该方法主要以超图Super Map等GIS应用软件为代表，在三维渲染过程中，动态地把对应矢量面叠加到倾斜摄影模型上，该矢量面在一定阈值范围内垂直地表方向生成包围盒，判断哪些三角网在其范围内（包括空中三角网），用半透明颜色贴合三角网，从视觉上实现模型被完整套合、单个管理操作的效果。
该方法操作简单，人工干预少，不会因破坏Mesh面而影响模型渲染速度，且不破坏原始数据的LOD。矢量面可通过已有DLG数据配准、正射影像半自动勾画矢量面、倾斜模型成果自动生成DLG等多种方式获取。通过二维矢量挂接属性数据，更贴合GIS功能应用，且二维分析查询功能成熟，更符合GIS应用的需求。
然而，该方法并非真正意义上的单体分离，表面上看起来是单体效果，实则只是简单地调用了对象轮廓的矢量面，真正意义的单体化不只是为了单体，也为了分离。而作为智慧城市的数据空间基础，需要的是一个全要素的城市三维模型，即把地表的所有东西都分离出来，实现单体又分离的功能，为后续的用户使用提供方便。
3.模型重建单体化
模型重建单体化以天际航DP-Modeler、中海达OSketch等软件为代表，以连续倾斜摄影数据为基础数据源，进行人工干预。将建模成果导入软件进行精化编辑，通过模型重建在原有场景上达到分离效果，实现模型的单体化。结合地面照片，集成低空数据，能有效弥补航空影像对于底商、地面、城市部件等信息的缺失，在单体化的同时，完成整个场景的修饰。
该过程更类似于人工建模，但与传统建模方式相比，能通过对影像多角度地观测建模，达到模型与影像的完整套合，使模型具有精确的三维坐标信息。模型贴图自动从影像中采集，一键映射完成模型贴图。
该方法相较于矢量叠加单体化需要更多的人工干预，侧重提供产品，而非GIS级别应用。
不同的单体化方式有不同的流程，本次主要以DP-modeler为例，介绍模型重建单体化的方式。
如上文所说，模型重建单体化是以连续倾斜摄影测量数据为基础数据源，通过在原有实景三维模型的基础上对模型进行重建，从而实现不同对象的模型单体化。
三维模型单体化技术流程
1.通过挤出操作，转换成立体模型
对某个建筑物进行单体化时，我们应选择多边形绘制工具，在顶视图视角下对影像提取建筑顶部轮廓线。
根据倾斜影像判断建筑物高度，设定基准面，将平面模型通过挤出操作，转化成立体模型。
通过挤出柱体将其挤出到指定高度，再用内偏移及外扩、切割等操作来创建建筑物立体面以及房屋附属结构，例如屋檐、女儿墙、单元门门洞等。
2.一键贴图
对建好的单体化模型进行一键贴图，利用倾斜影像可以采集到建筑物不同层面的纹理特征，可以从相机影像中自动采集模型图，然后通过一键完成来进行单体化模型的贴图。
对于个别不合适的面，可以通过选择最佳影像进行手动贴图，以达到三维模型所需要的最佳效果。自动映射与手动贴图所得到的模型贴图，不免有些瑕疵，我们可以通过调用PS进行纹理修改，修改后保存的贴图可以在 DP-modeler 下直接进行替换，无需查找贴图。
DP-Modeler介绍
图像快速建模系统DP-Modeler是天际航自主研发的一款集精细化单体建模及Mesh网格模型修饰于一体的新型软件。可对实景三维模型进行踏平、桥接、补洞、纹理修改等操作，实现模型整体修饰。解决自动化成果几何变形，纹理拉花，模型浮空、部件丢失等问题。
1.规则建筑物修饰
1）修饰建筑物区域选择
2）对象区域一键踏平
3）自动调取影像，多角度观察影像，直接在影像上面点选进行模型重建
4）自动补面，贴图，生成金字塔，完成模型修饰。
2.异形建筑物修饰
借助DP-Modeler与3DMAX联动模块，利用3DMAX的曲面造型能力，结合DP-Modeler的建模精度保证和自动纹理贴图能力，对建筑不规则部分进行修饰。
3.大面积水域修复
针对大区域水面缺失、隆起、纹理扭曲等问题，DP-Modeler 实现多瓦片联合处理，无需切换，简单几步就可以实现大面积水面自动修补，且适用于所有水面一键式的水面修饰。
- 强大：支持超大范围水面自动修补，且可联合二维矢量数据导入进行多个水面批量修复
- 真实:不仅支持离屏渲染贴图，支持自定义公共水面纹理贴图，还支持航空影像贴图。水面与水岸之间进行匀光匀色处理，使纹理过度更加自然真实。
4.道路置平
使用DP-Modeler能快速高效修复路面凹凸不平问题，直接利用原始影像替换，或是采用已有的DOM进行纹理替换，一键修复路面半车等纹理，使整个场景自然。
- 自然：纹理修改后进行匀光匀色处理，使替换纹理与原纹理过度自然
- 便捷：支持UV框编辑，比如当前区域没有合适的纹理，我们可以将UV框调整至其他合适的区域进行映射，支持纹理进第三方图像编辑工具修改
5.三维纹理优化
在三维模型制作时，由于受到天气的影响、采集环境的限制，原片质量的色彩或多或少都存在一定的色差问题。由于算法问题导致玻璃幕墙，白墙等出现空洞，纹理扭曲，拉花等情况，我们在三维纹理修改做了优化，可利用航空影像，地面近景影像对三维纹理进行复原，解决建筑纹理扭曲问题。
- 真实：匀光匀色使替换纹理与原始场景过渡自然。
- 高效：无需联动第三方软件编辑，只需简单几步即可完成建筑立面纹理优化。
6.城市部件补充
对细小的零部件，如电力杆塔、路灯、植被等；DP-Modeler内置模型库功能，如：树木、路灯、等各类城市部件，用户可自定义补充更精细的素材，如雕像等模型，对场景细节真实还原，保证数据完整性。同时满足高分辨率模型对低分辨率大场景进行更新的需求。
7.底商招牌、附属结构
由于拍摄距离较远，建筑物被树木、城市部件、或其他建筑物等遮挡，导致倾斜影像对建筑物的底商还原度较差，为了弥补倾斜摄影的这一缺陷，DP-Modeler创新出空地一体化模式，将空中影像与地面手持、街景等数据联合进行模型修饰，从而保证了地面15米以内模型的精度。
8.女儿墙修复
针对女儿墙破洞、屋檐拉花问题，提供mesh切割，桥接补洞等功能，结合单体化强大编辑功能进行局部修饰。同时还支持透明通道贴图，可以对栏杆进行透明通道贴图制作。
1）去除黏连
2）针对部分墙面进行一键拉直
3）女儿墙修补
9.桥隧复原
倾斜摄影采用无人机进行影像采集，立交桥、底商、屋檐底部处于飞摄盲区，导致立交桥桥底与路产生粘连。DP-Modeler提供几何修复三维模型编辑功能，去除桥隧粘连。并使用材质库材质，快速复原三维纹理。
10.悬浮物、碎片删除
DP-Modeler可以自动计算出tile内所有漂浮物，根据需要提供一键删除与单个删除等功能。
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