3D台北城


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台北市政府已將全市共約22幢建物,以近似3D建模的方式,建置在「智慧城市3D台北」網站上,我這篇就以這個月剛完成的富邦馬拉松九公里路線飛覽為主題,為大家來介紹這項成果。

因應未來三維數位城市之應用需求,並加速建置3D GIS 應用環境基礎,臺北市政府持續進行「自動化臺北市建物3D 建模」研究,運用既有免費資源(都發局1/1,000地形圖建物輪廓資料及Google街景影像),以自動化方式建置全臺北市22萬棟建物之近似(指屋頂材質精準,但四周牆面近似化)三維建物模型,相關的成果報告「臺北市3D建物自動化塑模成果PDF檔」, 發佈在台北市政府地理資訊網101年臺北市政府推動地理資訊系統應用發展研討會

打開Google Earth的建物圖層,相較於世界上其它3D城市,台北市僅有一些高層建築或重點建築的精緻模型,這些大都由熱心的Google 建模者所上傳,但總數也僅有兩三百幢,其它百分之99的建物,若靠此方式建模,百年也建不完,衡諸其它3D城市的建模技術,靠的是大筆經費,應用Multi-view空載傾攝影,以及光達(LiDAR)等技術所建立,但台北市政府並沒有如此條件。

經過仔細研究分析之後,由孫樹國博士所領軍的團隊決定更改思維,先不作大筆投資,改以最經濟的方式來作,第一年先以都發局1/1,000地形圖建物輪廓配合高度資料所產生的素模為基礎,將屋頂貼上Google Earth影像,四週牆面則應用素材圖庫隨機來貼,撰寫程式,以自動化方式,很快的全市的3D模型就出現了。

但這時的模型雖然個別檔案僅數十K,並不算大,但乘以全市22萬幢,巨量後所產生的眾多問題就隨之而來,還有隨機貼面的模型,怎麼看都跟現況不符,所以種種問題都是後續年度的挑戰了。

今年,終於,孫博士克服了種種的難題,包括:
1.別具一格的擷取Google Earth街景圖對應之建物影像,以智慧型材質庫影像檢索系統,經過影像比對,自紋理材質庫中,將最相似者取出。
2.屋頂紋理貼圖由都發局正射影像取得,設計屋頂自動偵測擷取正確對應影像之方法。將屋頂偵測成功率提升至98%。
3.將每幢建物模型壓縮至10K以下,並應用LOD技術,可順暢瀏覽顯示。

這項成果係在有限的經費之下,所獲得的重大成就,雖然因不符Google Earth建模的標準,而難以置入Google Earth 3D建物圖層,因而無法如Google Earth 建物的順暢顯示,但這個作業方式十分經濟實惠,也達到3D GIS應用的基本需求,只要具有千分之一數值圖以及Google 街景圖的地區皆可立即產生3D城市,實在很值得國內所有已實施都市計畫區的縣市參考。

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