点云生成瓦片

使用说明

生成瓦片功能将点云数据生成为三维瓦片,在三维场景中加载该三维瓦片,可实现点云数据高效浏览。

功能入口

  • 三维数据选项卡->点云组->生成瓦片按钮
  • 工具箱->三维数据->点云->点云生成瓦片

操作步骤

  1. 在“三维数据”选项卡的“点云”组中,单击“生成瓦片”按钮,弹出“生成点云瓦片”对话框。
  2. 根据需要,分别进行配置文件设置和点云生成瓦片参数设置。设置完成后,单击确定,即可执行点云生成瓦片操作。

配置文件设置

  1. 在弹出的生成点云瓦片对话框中,设置瓦片生成的基础参数,实现配置文件设置。
  2. 文件设置:用于设置分组点云数据。单击“设置”按钮,弹出“导入分组点云数据-LAS”对话框后,左右两栏分别用于设置分组信息和具体文件信息,如删除和添加分组,删除和添加文件,查看点云数据的源路径等。
    • 左栏提供了“添加分组”、“添加文件夹,将文件夹下所有点云数据作为一个分组”、“添加文件夹,将文件夹下的下一级所有子文件夹作为分组”以及“删除”按钮,可以用于添加、删除分组。此外,双击分组名称可以进行重命名操作。
    • 右栏分别提供了“添加文件”、“删除”以及“显示文件全路径”操作按钮,可以用于添加、删除点云文件,以及查看点云文件路径。
      图:“导入分组点云数据-LAS”对话框
  3. 文件格式:下拉选择当前点云数据的格式,目前支持las、txt、xyz、ply、laz五种格式。 若选择las、ply或laz,“xyz/txt格式的点云文件设置”不被激活。 若选择txt或xyz,“xyz/txt格式的点云文件设置”被激活,具体参数如下:
    • 文件前十行数据:程序自动读取并显示源路径下点云文件的前十行文本;
    • 数据格式:下拉选择点云存储所采用的信息格式类型,支持以下常用的格式类型。
      • XYZ:采用XYZ坐标的格式。
      • XYZ_Reflectance:采用XYZ坐标、反射强度的格式。
      • XYZ_Reflectance_RGB:采用XYZ坐标、反射强度、颜色信息的格式。
      • XYZ_Reflectance_RGB_Normal:采用XYZ坐标、反射强度、颜色信息、表面法向量的格式。
      • XYZ_Reflectance_Normal_RGB:采用XYZ坐标、反射强度、表面法向量、颜色信息的格式。
      • XYZ_RGB:采用XYZ坐标、颜色信息的格式。
      • XYZ_RGB_Reflectance:采用XYZ坐标、颜色信息、反射强度的格式。
      • XYZ_RGB_Normal:采用XYZ坐标、颜色信息、表面法向量的格式。
      • XYZ_RGB_Reflectance_Normal:采用XYZ坐标、颜色信息、反射强度、表面法向量的格式。
      • XYZ_RGB_Normal_Reflectance:采用XYZ坐标、颜色信息、表面法向量、反射强度的格式。
      • XYZ_Normal:采用XYZ坐标、表面法向量的格式。
      • XYZ_Normal_RGB:采用XYZ坐标、表面法向量、颜色信息的格式。
      • XYZ_Normal_Reflectance_RGB:采用XYZ坐标、表面法向量、反射强度、颜色信息的格式。
      • XYZ_Normal_RGB_Reflectance:采用XYZ坐标、表面法向量、颜色信息、反射强度的格式。
      • UnKnown:除上面描述之外的格式。
    • 数据分隔符:下拉选择点云数据各信息之间的分隔符类型,选择项有以下:
      • 空格:以空格“ ”作分隔符。
      • 逗号:以逗号“,”作分隔符。
      • 冒号:以冒号“:”作分隔符。
      • 跳格(TAB):以跳格“Tab”作分隔符。
    • RGB格式:下拉选择点云数据颜色值的表达范围类型,选择项有以下:
      • 0-1:颜色值范围为0-1。
      • 1-255:颜色值范围为1-255。
  4. 数据单位:用于设置点云数据的单位,默认为米,可以通过数据单位右侧的下拉箭头选择其他数据单位。提供的备选数据单位有米、度、厘米、毫米、英寸、英尺。
  5. 插入点:用于设置插入点的X、Y、Z坐标值。
  6. 投影设置:用于设置点云数据的投影信息,默认选择平面坐标系,可根据需求修改:
    • 重新设定坐标系:单击“投影设置”顶部的“重新设定坐标系”按钮,弹出“坐标系设置”对话框,选择一种投影作为目标文件的坐标系。设置目标投影的具体操作,请参考“投影设置”窗口
    • 导出坐标系:单击“投影设置”顶部的“导出坐标系”按钮,弹出“导出”对话框,选择导出到本地的路径。
    • 导入坐标系:单击“投影设置”顶部的“导入坐标系”按钮,在弹出的“导入坐标系文件”窗口中,选择投影信息文件并导入即可。同时,下方文本框中会显示所选投影文件的坐标系详细信息。
    • 复制坐标系:单击“投影设置”顶部的“复制坐标系”按钮,在弹出的“复制坐标系”窗口中,选择数据集的坐标系。同时,下方文本框中会显示所选数据集的坐标系详细信息。
  7. 坐标转换参数设置:若需要进行坐标转换,勾选“坐标转换参数设置”,激活目标坐标系和参数系转换设置处的控件:
    • 重新设定坐标系:单击“投影设置”顶部的“重新设定坐标系”按钮,弹出“坐标系设置”对话框,选择一种投影作为目标文件的坐标系。设置目标投影的具体操作,请参考“投影设置”窗口
    • 导出坐标系:单击“投影设置”顶部的“导出坐标系”按钮,弹出“导出”对话框,选择导出到本地的路径。
    • 导入坐标系:单击“投影设置”顶部的“导入坐标系”按钮,在弹出的“导入坐标系文件”窗口中,选择投影信息文件并导入即可。同时,下方文本框中会显示所选投影文件的坐标系详细信息。
    • 复制坐标系:单击“投影设置”顶部的“复制坐标系”按钮,在弹出的“复制坐标系”窗口中,选择数据集的坐标系。同时,下方文本框中会显示所选数据集的坐标系详细信息。
    • 选择转换方法:单击“转换方法”标签右侧的下拉按钮,弹出的下拉菜单列表显示了系统提供的十种参考系转换的方法,用户可选择一种合适的参考系转换方法。关于转换方法的说明,请参考参照系转换方法说明,有关转换方法和适用范围请参考转换模型
    • 设置投影转换参数:不同的转换方法,“投影转换参数设置”对话框中自定义的参数存在差异。
      • 选择的为三参数转换法,如 Geocentric Transalation、Molodensky 或 Molodensky Abridged,则用户需要设置“投影转换参数设置”对话框中的三个平移参数,即(ΔX,ΔY,ΔZ)。此种转换实质上是一种地心变换,从一个基准面的中心(0,0,0)转换到另一个基准面中心(ΔX,ΔY,ΔZ)。三参数变换是线性的平移变换,单位为米。
      • 如选择的七参数转换法,如为 Position Vector、Coordinate Frame 或 Bursa-wolf,则用户需要设置“投影转换参数设置”对话框中的七个参数,即三个线性平移参数(ΔX,ΔY,ΔZ)、绕轴旋转的三个角度参数(Rx,Ry,Rz)和比例差(S)。平移参数以米为单位;旋转参数以秒为单位,取值范围在[-60,60]之间;而比例差为百万分之一(ppm)。
  8. 设置完参数后,单击下一步,弹出“点云生成瓦片”对话框。

点云生成瓦片

“点云生成瓦片”对话框可以用于设置生成瓦片文件的参数,具体参数设置如下:

  1. 追加文件路径:勾选此项,实现在已有的点云瓦片文件的基础上追加生成。若勾选则瓦片路径和瓦片名称不可设置,为已有文件的路径和名称。
  2. 瓦片路径:单击“瓦片路径”右侧按钮,在弹出的“浏览文件夹”对话框选择瓦片文件的保存路径,单击“确定”按钮即可;也可在文本框中直接输入保存瓦片文件路径。
  3. 瓦片名称:输入字符串作为瓦片的名称。
  4. 金字塔剖分类型:用于设置瓦片瓦片创建树型金字塔的剖分类型。点云数量庞大,需要通过空间索引来建立合理的数据组织,以管理点云数据,程序提供了四叉树和八叉树两种方式。
    • 四叉树:一种二维空间索引,根节点按照空间范围被划分为四个子区域而形成四个子节点。四叉树适用于平面范围大、高度上差值较小而不需要高度层级剖分的空间范围,如城市级别的建筑。
    • 八叉树:八叉树是四叉树在三维空间的自然延伸,以空间内的一个点为基准将空间划分为八个区域而形成八个子树。八叉树适用于高度上值很大、平面范围较小的空间范围,如一栋高楼。
  5. 特征值:用于后期进行分层设色的属性字段,有高度、强度与类别三种特征值,S3M 3.0及以上版本支持勾选多个特征值,若不勾选则默认为高度特征值。
    建议:
    • 为方便后续应用,建议进行点云实例分割后的点云数据生成瓦片时,选择类别特征值。
  6. S3M版本:支持三种S3M版本号,S3M 1.0、S3M 2.0、S3M 3.0、S3M 3.01。
  7. 顶点优化方式:系统提供四种压缩方式,分别为不压缩、常规压缩、Draco压缩和MeshOpt压缩。支持的压缩方式根据S3M版本、特征值和点云文件分组的数量不同而有所差异,具体可参考下文“配置文件和点云生成瓦片参数设置说明”内容。
  8. 文件类型:默认为S3MB。
  9. 生成类别:设置需要生成瓦片的类别ID,可以根据需求输入多个类别ID,ID之间用分号“,”隔开,中英文分号均可。
  10. 瓦片剖分类型:设置生成瓦片的剖分方式,默认为全球剖分。
  11. 设置层级:勾选此项,进行层级设置。分别输入开始层和结束层,开始层不得大于结束层。
  12. 设置完以上参数后,单击“确定”按钮,即可执行点云生成瓦片的操作。

    若文件类型选择S3MB,则生成完成后,在指定瓦片路径下产生一个与瓦片名称命名的文件夹,文件夹中包含一个*.SCP索引文件,以及多个存有*.s3mb模型文件的文件夹,其结果如下图所示:

    图:点云生成瓦片结果
  13. 生成瓦片后,在三维场景中可通过“添加三维瓦片瓦片图层”的方式加载和浏览点云数据。

点云生成瓦片参数设置说明

在点云生成瓦片时,顶点优化方式,会根据设置的配置文件分组、瓦片特征值、S3M版本的不同而有所差异。当配置文件中设置点云分组仅为一组时,顶点优化方式支持不压缩、常规压缩和Draco压缩;当配置文件中点云分组设置为两组及以上时,顶点优化方式支持不压缩、常规压缩、Draco压缩和MeshOpt压缩。点云文件分组数、特征值、S3M版本和顶点优化方式的详细关系如下表所示:

表1: 单个分组的点云数据顶点优化方式设置说明
S3M版本
特征值
顶点优化方式
S3M 1.0
高度
支持不压缩、常规压缩和Draco压缩。默认为Draco压缩。
强度
支持不压缩、常规压缩和Draco压缩。默认为Draco压缩。
类别
支持不压缩和常规压缩。默认为不压缩。
S3M 2.0
高度
支持不压缩、常规压缩和Draco压缩。默认为Draco压缩。
强度
支持不压缩、常规压缩和Draco压缩。默认为Draco压缩。
类别
支持不压缩和常规压缩。默认为不压缩。
S3M 3.0
高度
支持不压缩、Draco压缩和MeshOpt压缩。默认为Draco压缩。
强度
类别
多特征值
S3M 3.01
高度
支持不压缩、Draco压缩和MeshOpt压缩。默认为Draco压缩。
强度
类别
多特征值
表2: 多个分组的点云数据顶点优化方式设置说明
S3M版本
特征值
顶点优化方式
S3M 1.0
高度
支持不压缩和常规压缩。默认为不压缩。
强度
类别
S3M 2.0
高度
支持不压缩和常规压缩。默认为不压缩。
强度
类别
S3M 3.0
高度
支持不压缩和MeshOpt压缩。默认为MeshOpt压缩。
强度
类别
多特征值
S3M 3.01
高度
支持不压缩和MeshOpt压缩。默认为MeshOpt压缩。
强度
类别
多特征值
注意事项:
  • 圆球数据支持在椭球场景上加载;椭球数据也支持在椭球上加载;椭球数据不支持在圆球上加载。
  • 目前,三维场景渲染引擎V2暂不支持生成和加载具有多要素特征的点云S3M瓦片。