重新定义3D模型的细节级别
改进三维城市模型的LOD概念
城市越来越多地采用3D城市模型进行3D可视化，计算屋顶太阳能电池板的潜力，以及其他应用。与传统地图类似，3D模型是对现实世界的抽象:某些元素被简化或省略。在3D模型中捕获的细节数量，包括几何和属性，统称为细节级别。OGC的CityGML标准定义了五种不同的lod，但该规范不是非常精确。在本文中，作者提出了一种改进的规范，用于定义3D城市模型中的详细级别。
(作者:Filip Biljecki、Hugo Ledoux、Jantien Stoter，荷兰代尔夫特理工大学)
细节水平(LOD)是三维城市建模中的一个概念，用于指示三维数据应该调查的彻底程度和应该建模的细节程度。例如，市政当局在向一家公司招标3D建模工作时，将指定一个LOD。最流行的LOD分类是在CityGML OGC标准中发现的。这定义了5个lod，范围从简单的2.5D脚印模型到包含房间和家具等室内特征的详细建筑模型(图1)。更高的lod不仅增加了几何复杂性，也增加了语义丰富度，即几何的描述。实践者积极地使用LOD命名作为规范的简写，并表示3D模型的精细程度，即使模型与CityGML无关，它也已成为事实上的标准。
CityGML中LOD的不足
地理空间行业依赖于CityGML LOD定义来传达3D数据的设计质量。然而，该标准只是叙述地定义了lod，没有对每个lod的需求进行明确的说明。因此，可能会产生歧义和误解。
因为CityGML的lod没有严格指定，所以该标准允许在获取模型时具有高度的自由度。因此，两个复杂性显著不同的模型仍然可以被视为相同的LOD。一个突出的例子是LOD2。在实践中，如果LOD2模型是有顺序的，就不能确定是否定义了语义和是否存在dormer，这对于预期的应用程序可能是重要的(图2)。由于标准中的这一缺陷，LOD2模型背后的数据几乎可以是任何数据。这妨碍了模型在实践中的使用和交流。特别是，如果LOD的定义不明确，就很难估算和比较成本。另一方面，LOD概念提供的粒度太小，无法描述一个完全适合用户需求的模型。
LOD-defining参数
作者研究了数十个3D数据规范、公司和投标的内部实践，并与用户讨论了他们对LOD概念的看法。188asia备用网址LOD概念已分解为六个定义指标，如下:
特征的存在:真实世界的对象和他们的元素，将被包括
特征复杂性:特征的几何复杂性和真实世界特征的最小尺寸
空间语义连贯:语义的丰富性
纹理:是否需要对特征进行纹理处理，如果需要，那么纹理的质量等级是多少
维度:每个特征的几何尺寸
每个特性所需属性的列表和值。
由于这种分解，而且每个指标都可以量化，因此可以明确地为每个模型定义LOD。
新规范
在研究期间，很明显，很难统一指定六个度量标准中的每一个的需求。不同的应用程序依赖于不同类型的模型，因此指标可能不同。因此，作者开发了一种规范格式(图3)，用于在获取3D城市模型之前对需求进行精确的规范。
基于开发的框架，作者构建了他们自己的10个精确定义的lod系列，这些lod之间没有留下太多的歧义或差距，以解决CityGML概念的缺点。图4中显示了一个可视化的示例，它并排显示了该系列的LOD6和LOD7。
标准化
开发的框架使每个涉众能够定义他们自己的lod系列。希望这将导致明确的规格和明确的3D模型采购，消除许多潜在的误解。由于CityGML LOD概念在行业中的影响力，作者将其作为一个高度优先的改进。OGC也认识到完善这一概念的必要性，相关工作已经在进行中。本文作者参与了CityGML标准工作组，该工作组目前正在开发该标准的新版本，预计将于2016年发布。
作者传记
Filip Biljecki是代尔夫特理工大学地理信息系统的博士研究员。此前，他曾在Geofoto(克罗地亚萨格勒布)从事业务开发。
Hugo Ledoux自2008年以来一直是代尔夫特理工大学地理信息系统的助理教授。他对GIS和计算几何的结合领域特别感兴趣。
简蒂恩·斯托特(Jantien Stoter)是代尔夫特理工大学(Delft University of Technology)的GIS教授。2004年获得博士学位(3D地籍测量)。简田将她的教授职位与她在Kadaster和Geonovum的研究员工作相结合。
进一步的阅读
Biljecki等人，2013年。重新审视三维城市建模中细节层次的概念。ISPRS会议记录th3D地理信息会议和工作组II/2研讨会。土耳其伊斯坦布尔，63-74页。
Biljecki等人，2014年。在三维城市建模的细节水平的形式化。计算机、环境与城市系统“，， 48页，第1-15页。
史德乐，史德乐，2007。三维城市模型整合中的空间语义一致性。ISPRS工作组II/7会议记录th空间数据质量国际研讨会，主题为:空间和时间的建模质量。恩斯赫德,荷兰。
平静的,M.-O。et al ., 2013)。构建3D城市模型的新概念——CityGML建筑细节概念的扩展级别。13项诉讼程序th国际计算科学及其应用会议- ICCSA 2013。越南胡志明市，第466-480页。
