過去2年間で、現実世界の3D中国建設、BIM + GIS、CIM、新しいインフラストラクチャ建設中のデジタルツイン、天然資源の3D「ワンマップ」、土地と宇宙の計画などのアプリケーション要件の出現が共同で推進されてきました。 3D GISテクノロジーの継続的な革新と開発。、多業種の新しいタイプの3DGISアプリケーションを作成するため。SuperMap GIS 10i（2020）の新バージョン（以下、新バージョンといいます）では、新世代の3DGISテクノロジーシステムが完全にアップグレードされました。この記事では、新世代の3DGISテクノロジーシステムの6つの新しい開発について詳しく紹介します。
013次元空間データモデルとその応用
2018年、SuperMapは、2次元ネットワークから3次元ネットワークへ、点、線、表面から3次元ボリュームへ、そして不規則な三角形のネットワークから、空間データモデルの包括的なアップグレードを実行しました（ TIN）から不規則な四面体グリッド（TIM）まで、グリッドからボクセルグリッドまで、空間全体を表現するデータモデルシステムを構築します。
▲図1空間全体で表現されたデータモデルシステム
3次元オブジェクトモデルは明確な境界で3次元オブジェクトを表現でき、3次元フィールドデータモデルは連続的で不均一な3次元属性フィールドを表現できます。新しいバージョンは、3体ラスターデータモデルとボクセルラスターデータモデル間の相互変換機能を提供します。ボクセルグリッドは、等値面を抽出することによって3次元オブジェクトを抽出できます。3次元オブジェクトは、ボクセル化によってボクセルグリッドに変換できます。
▲図23次元データモデルの変換
たとえば、不均一な属性フィールドを3次元オブジェクトに重ね合わせるにはどうすればよいでしょうか。これには、ボクセル化方法を使用する必要があります。まず、3Dボリュームデータモデルをボクセル化してボクセルグリッドに変換する必要があります（無効な領域をフィルタリングして建物全体の輪郭を表示できます）。次に、ボクセルグリッドと不均一な属性フィールドの代数演算を取得できます。重ね合わせた属性フィールドのアーキテクチャモデル。
▲図3ボクセルグリッドを生成するための3次元オブジェクトのボクセル化
▲図4不均一な属性フィールドを重ね合わせた建築モデル
別の例として、地震波速度場から特定の波速度値の3D構造を抽出する方法は？このように、等値面を抽出する方法を使用して、ボクセルグリッドによって表される地震波速度場から特定の波速度値の3次元ボリュームデータモデルを抽出することができます。
▲図5地震波速度場（左）が特定の波速度値の3D構造を抽出（右）
02GPUベースの3D空間分析と空間クエリ
GPUベースの3D空間分析からGPUベースの3D空間クエリへの技術的進化は、大きく3つの段階に分けることができます。
第1段階：2014年、SuperMap GISは、GPUベースの3D空間分析および表現関数の完全なセットを提供しました。これにより、3Dシーンで3D空間分析の結果をインタラクティブに取得し、リアルタイムでレンダリングできます（左上の図6を参照）。
第2段階：2017年、SuperMap GISは、GPUベースの3D空間分析結果の出力を3Dボリュームオブジェクトとしてサポートしました。たとえば、視覚分析後は、視覚範囲を表す視覚ボリュームが出力され、影比分析後は、影範囲を表すシャドウボリュームが出力されます（図6右上参照）。
第3段階：今年、SuperMap GISは、分析結果（3Dボリュームオブジェクト）に基づくGPUベースの3D空間クエリ機能のさらなる実装をサポートします。これにより、クエリ結果をリアルタイムで返すことができます。たとえば、スカイライン分析では、スカイライン高さ制限ボディのリアルタイム構築に基づいて、それと交差し、それから分離されたオブジェクトのIDをさらにリアルタイムで照会できます。別の例は、特定のオブジェクトを使用することです。視覚体を構築するための観測点としてのカメラ。視覚体に含まれる3次元オブジェクトのリアルタイムクエリとオブジェクトIDのリアルタイムリターン。リアルタイム空間クエリ機能もフィールドに適用できます。空域管理の概要、航空機が入る航空交通管制エリアのリアルタイムクエリ。さらに、リアルタイムフレーム選択の機能に基づいて、3次元オブジェクト、およびクエリ結果に基づいて、交差、マージ、および差分を実行できます。この機能は、BIM業界で広く使用されています（下の図6を参照）。
▲図6技術進化のプロセス
また、GPUベースのリアルタイム3D空間分析および表現機能を地質体の分野に適用します。3Dシーンでは、リアルタイムのプロファイル分析、リアルタイムのトリミング分析、およびリアルタイムの掘削を地質体に対して実行でき、プロットの下および周囲の地層の分布を表示できます。また、爆発や誇張などの表現で地質体のリアルタイム表現を実現したり、地質体の仮想掘削穴を構築したり、掘削情報をリアルタイムで表示したりすることもできます。
▲図7地質体断面分析（上）と切削分析（下）
▲図8地質体掘削分析（上）と掘削情報クエリ（下）
SuperMapのパートナーである青島測量地図研究所は、上記の機能を青島地質情報補助意思決定システムに適用します。リアルタイムの掘削およびセクショニング機能により、地質層の構造分布をリアルタイムで表示できるため、リスクが発生します。地下工学の評価。サポート。
▲図9青島市地質情報支援意思決定システムの例
03マルチソースデータフュージョンと分散テクノロジー
新しいバージョンでは、画像/地形（TIN /ラスター）タイルキャッシュ、TINキャッシュ、斜め写真モデルなどのデータの読み込み/ダウンロードパフォーマンスとコンピューティングパフォーマンスを最適化しました。画像/地形（TIN /ラスター）タイルキャッシュの場合、ブロックストレージ、バッチダウンロード、画像の新しいWebP圧縮などの最適化方法をサポートすることで、ダウンロードパフォーマンスが2〜5倍向上し、MongoDBへのストレージが追加されます。
TINタイルは、地形の表面を表現できるだけでなく、特徴点を適切に保持し、グリッドタイルよりも正確に表現でき、斜面をより正確に保護し、地形を処理して地形を開くことができるため、より多くの計算能力をサポートします。 。トンネルを掘ります。TINタイルの計算能力の助けを借りて、TINタイルは、輸送、鉄道、その他の業界で広く使用できます。したがって、TINタイルの場合、新しいバージョンでは、モザイク、掘削、トリミング、および地形に基づくポイント/ライン/サーフェスの標高値の抽出の計算パフォーマンスが向上し、境界効果が最適化され、ポイントを介した直接生成のサポートが追加されますセットと輪郭。TINタイル。
斜めの写真モデルは、一般的に使用される別のタイプの3Dデータです。今年、新しいバージョンでは、モデルに基づいてポイント、ライン、サーフェスを抽出する計算パフォーマンスが向上します。新しいテクスチャ再マッピング演算子が追加され、モデルテクスチャのストレージが最適化されます。ルートノードが最適化およびマージされ、フルフレームのダウンロード/ロードが向上します。パフォーマンス; SQLite / MongoDBにモデルストレージのサポートを追加します。
さらに、新しいバージョンでは、より多くの3Dデザイン形式のサポートが追加されています。以前は、SuperMapGISは、CATIA、Bentley、Revit、Autodesk Civil 3D、AutoCAD、Teklaなどの主流のBIMソフトウェアのデータモデルへの非破壊アクセス、3DXMLの直接読み取りなど、さまざまなBIMソフトウェアのデータモデルのインポートを主にサポートしていました。 IFCやIFCなどの形式のRVT、SKPBIMデータ。今年、SuperMap GISは、CityGMLやGIMなどの3Dデザイン形式のインポートのサポートを追加しました。
CityGMLは、3次元の立体オブジェクトと、3次元の立体オブジェクト間のトポロジおよびセマンティック情報の表現と保存に適しており、新しい基本的な測量およびマッピングフィールドに適しています。GIM形式は、電力業界で広く使用されているStateGridの3次元電力モデルを交換するための標準形式です。
▲図10CityGML（左）およびGIM（右）モデルのインポートをサポート
昨年、SuperMap GISは分散テクノロジーに基づいており、斜めの写真モデル、レーザー点群、地形/画像などに分散処理機能を提供しました。今年、SuperMap GISは、手動モデリングデータとBIMデータの分散処理のサポートも追加しました。その結果、分散技術に基づいて、従来の3Dデータの効率的なフルプロセス管理機能が実現されます。
▲図11分散技術に基づく従来の3Dデータの高効率フルプロセス管理機能
ユーザーが3Dデータ自動処理ビジネスフローを簡単に構築できるようにするために、新しいバージョンでは3Dデータジオプロセシング（GP）ツールとオペレーターも提供されます。SuperMapiDesktopXは、ユーザーがGPファイルを調整および構築するのを容易にするジオプロセシングエディターを提供します。SuperMapiServer GPファイルの再利用とリリースを実現できるジオプロセシングサービスを提供します。下の図で強調表示されている部分は、GPオペレーターが分散コンピューティングをサポートしていることです。SuperMapGISは、将来、分散コンピューティングをサポートするより多くのGPオペレーターを提供します。
▲図123次元データジオプロセシング（GP）演算子
04 S3M規格：データフォーマット規格からデータサービスインターフェース規格まで
早くも2017年9月、S3M形式はGitHubでオープンソース化されました。2019年8月、「空間3Dデータモデルフォーマット」（S3M）規格が正式に実装されました。標準の実装後、多くのメーカーが新しい要件を提案しています。S3Mデータへのローカルアクセスに加えて、S3Mオンラインサービスにオンラインでアクセスできますか？その結果、SuperMapと天然資源省の情報センター、国立基礎地理情報センター、中国都市計画設計研究所、上海測量地図院、深セン市計画、土地および不動産情報センター、およびイエローリバー測量計画設計研究所（株）合計7ユニットが共同で「宇宙3Dモデルサービスインターフェース」規格を作成しました。この規格は2020年9月7日に正式にリリースされ、2020年10月7日に正式に実装されます。
▲図13S3Mデータフォーマット規格からS3Mデータサービス規格へ
「Spatial3DModel Data Service Interface」規格は、S3Mフォーマット規格のサポート規格であり、S3MデータのWeb公開とアクセスに適しており、S3Mデータサービスの基本要件、全体的なフレームワーク、およびインターフェース定義を指定します。
さらに、今年は、より多くの視覚化ベンダーがS3M標準にドッキングしています。昨年、多数の斜め写真モデリングソフトウェア（Shenzhen Zhuke Altizure、Dongfang Daoer P3BJet、General Intelligence Reconstruction Master（GET3D）、Kanjing Technology Smart3D 2019、DJI Terraを含む）がS3Mフォーマット標準にドッキングされました。今年、Beijing Ruicheng Times Information Technology Co.、Ltd。などのフロントエンド視覚化ベンダーがS3M形式の標準をドッキングしました。ゲームエンジンVentuzの中国代理店であるVentuz（China）Co.、Ltd。も、VentuzとS3Mの接続を完了しました。S3M標準によれば、Ventuzは傾斜した写真モデルを直接ロードし、モデルをベースとして使用できます。ゲームの地図。
▲図14Ventuzは、S3M形式の標準を介して斜めの写真モデルをロードします
これは私たちにインスピレーションを与えてくれますが、S3M標準を介して3D GISとゲームエンジンの国境を越えた統合を実現することは可能ですか？そこで、私たちはそのような技術的な試みを行いました。ゲームエンジンで3D GISプラグインを実現し、3DGISとゲームエンジンの国境を越えた統合を可能にしました。
05 3DGISとゲームエンジンの国境を越えた統合
今年、SuperMapはゲームエンジンUnrealEngineとUnityに2つの3DGISプラグインを提供し、これらをまとめて3D GISゲームエンジン開発キット（ゲームエンジン用のSuperMap Scene SDK）と名付けました。では、3D GISゲームエンジン開発キットはどのような機能を提供しますか？
•GISデータの視覚化機能
SuperMapが提供する3DGISプラグインを介して、ゲームエンジンは、大規模なマルチソースの異種ローカル/オンラインGISデータ（地形、画像、斜めの写真モデル、レーザー点群など）を動的にロードできます。手動モデリングデータ）、BIMデータ）、これらのほとんどはS3M標準を介して接続されています。新しいバージョンでは、ゲームエンジンに3次元の地球も追加され、ローカル/オンラインの地形と画像データがサポートされます。図15に示すように、グローバルスケールの地形/画像データはUnrealEngine4に動的に読み込まれます。
▲図15Unreal Engine4は、SuperMapGISを介してグローバルスケールの地形データを動的にロードします
•GIS空間分析およびクエリ機能
新しいバージョンは、リアルタイムのモデルセクション分析、地形等高線分析、および属性クエリ機能を提供します。以降のバージョンでは、SuperMap GISは、可視性分析や可視ドメイン分析などの3DGIS分析機能を徐々に増やしていきます。
▲図16UnrealEngine4でのモデルカット分析
▲図17Unityでの地形等高線分析
•シーン作成ツールチェーン
SuperMapは、将来、ゲームエンジンからGISまでのシーン作成ツールチェーンを開く予定です。その中で、GISは実際の座標系で点、線、表面のデータを提供でき、ゲームエンジンはこれらのデータをさらに提供できます。クールな素材。
SuperMapが提供する3DGISプラグインを使用すると、ユーザーはGISデータの実際の地理座標をゲームエンジンにリアルタイムで読み込むことができます。これらの3Dデータの実際の地理座標とゲームの特殊効果に基づいて、さまざまなシミュレーションシナリオを構築して提供できます。さまざまなシミュレーション演習のためのテクノロジー。サポート。たとえば、Unreal Engine 4では、3Dデータとゲームの特殊効果に基づいて緊急シミュレーションシーンを構築でき（図18）、Unityでは、傾斜した写真モデルとゲームの特殊効果に基づいて仮想戦場シミュレーションシーンをシミュレートできます（図19）。 ）。
▲図183Dデータとゲームの特殊効果に基づく緊急シミュレーションシーンの
構築▲図19斜めの写真モデルとゲームの特殊効果に基づく仮想戦場シミュレーションシーンの構築
私たちの目標は、GISとゲームエンジンのWin-Winの製品エコシステムを作成し、業界の発展を促進することです。ゲームエンジンのユーザーは、3次元GISを利用して、大規模なGISデータをゲームエンジンに接続し、GIS分析機能をサポートすることができます。GISユーザーの場合、新しいデータセットを再作成する必要はありません。同じデータセットをゲームエンジンと3D GISで使用できます。ゲームエンジンを使用すると、大画面などのクールな効果を作成できます。よりリアルで没入感を得る3次元体験の感覚。
06立体特殊効果とシミュレーション
ゲームエンジンの3次元特殊効果に加えて、今年、SuperMap独自のレンダリングエンジン（コンポーネント、デスクトップ）は、動的波、リアルタイム反射、船の航跡などの海洋効果、および次のような空の効果を追加しました。ボリュームクラウド、流れるクラウド、レンズフレア、昼夜交代。、GLTF2.0アニメーションモデルもサポートし、ダイナミックレイヤーもアニメーションモデルをサポートします。
図20に示すように、新しいバージョンのコンポーネントとデスクトップ製品で作成された海と空の特殊効果を使用して、海と空をシミュレートできます。同時に、体積雲ベースの特殊効果は、飛行機が雲を突破する効果をシミュレートすることもできます。
▲図20海と空の特殊効果
▲図21体積雲の特殊効果
新世代の3DGISテクノロジーシステム
今年、SuperMapは新世代の3D GISテクノロジーシステムをアップグレードし、3Dボリュームデータモデルとボクセルグリッドを最適化し、これら2種類のデータモデルを変換する機能を提供しました。3D空間分析と空間クエリを改善しました。地理ボリュームデータ、手動モデリングデータとBIMデータの分散コンピューティング機能のサポート、S3Mフォーマット標準のサポート標準としての「Space3D Model Data Service Interface」標準のサポートの追加、ゲームエンジンの2つの3DGISプラグに加えて- GISおよびゲームエンジンの産業開発を強化するために、InsがUnrealEngineおよびUnityに追加されました。
関連製品をダウンロードして試して、より多くの新機能を体験してください。ダウンロードアドレス：http：//support.supermap.com.cn/DownloadCenter/ProductPlatform.aspx（または、クリックして記事の最後にある元のテキストを読んで表示します）。
▲図22新世代の3DGISテクノロジーシステム