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在表示我们周围的物理世界时，地理空间数据和 3D 建筑数据是两个最常见的选择。 他们在各个行业和项目中发挥着至关重要的作用。 从构建数字孪生到可视化城市景观和创建沉浸式应用程序。
尽管地理空间和 3D 建筑数据有相似之处，但它们不可互换。
虽然地理空间数据描述了位置的物理特征，例如其形状、大小和海拔，但 3D 建筑数据可能更加复杂。 它不仅包括位置的物理特征，还包括其中建筑物的详细表示。 此类数据可用于创建给定区域内建筑物和其他结构的真实 3D 模型。 3D 建筑数据通常更独立于其上下文，因为数据可能位于空间中的任何位置，但可以进行地理参考。 另一方面，地理数据通过其现实世界坐标和投影始终处于其所在位置的上下文中，因此更容易与附近的其他要素连接。
在本文中，我们将探讨地理空间和 3D 建筑数据的独特属性，并概述为你的项目选择正确格式时应考虑的事项。
让我们深入了解一下。
1、地理空间数据
地理空间数据主要有两种类型：栅格数据和矢量数据。 两种格式都固定在地球表面的特定位置，并代表通常在平面（二维）中的特征或表面。 但是，你可以从栅格表面提取建筑物高度信息（例如 DTM/DSM 数据），并将其添加到矢量数据以创建 3D 表示。 这使你可以生成 3D 建筑足迹，可用于从城市规划到导航等各种应用！
地理空间数据的主要好处是它固定在地球上的精确位置，并且可以提供额外的属性数据。 因此，如果你希望分析现实世界中的特定项目区域，它会非常有用。 最常见的文件格式是 Shapefile、GeoJSON 和 GPKG。
无论你使用的是典型的 2D 地理空间数据还是添加了高度信息的 3 维地理空间数据，都可以进行高度准确的空间分析、创建地图以及可视化道路、河流和建筑物占地面积等要素。
然而，地理空间数据也有其局限性。 尽管可以轻松地将其放置在地图上并在 GIS 中进行分析，但它通常不包含与 3D 建筑数据相同的建筑物详细视图。 因此，它可能不太适合依赖详细可视化的项目，例如需要高度准确地表示建筑环境的虚拟游览或模拟。
要点：地理空间数据锚定到地球上的精确位置，并且通常包含附加属性信息。 地理空间数据通常是 2D，但它可以转换为 3D 表示，例如 通过向建筑物占地面积添加高度信息。 虽然这为你提供了构建环境的简化视图，但由于其地理位置和属性数据，它是分析的更好选择。
2、3D 建筑数据
3D 建筑数据是三维空间中建筑物物理特征和属性的数字表示。 这包括屋顶形状、墙壁高度、窗户尺寸、门位置、建筑中使用的材料（例如砖）等详细信息。 这些综合属性赋予 3D 建筑数据复杂性，并能够描绘复杂的形状和物体，例如球体和不规则形状的建筑。
准确度取决于获取 3D 建筑数据的来源； 一些来源可能只提供基本轮廓，而另一些来源则提供高分辨率模型，精确测量可达厘米甚至毫米。
由于纯 3D 数据并非旨在存储地理信息，因此它无法像地理空间数据一样在地图上自动定位。 3D 建筑物通常用于 3D 图形，例如电影或视频游戏中的动画，其中地理环境不太重要。 要在地图上显示纯 3D 数据，需要将其转换为包含地理信息的格式（例如 KML）或地理空间格式（例如 shapefile），然后才能定位和可视化。 另一种选择是将数据保留为特定的 3D 格式，并向其中添加地理位置数据，包括纬度、经度、旋转和比例，例如在 Sketchup 或 BIM 应用程序中。
纯 3D 数据格式允许通过在 3 维坐标系中表示对象来创建复杂的形状，例如球体。 在这些格式中，对象中的每个点都由其 X、Y 和 Z 坐标定义，这些坐标描述了其在 3D 空间中的位置。 可以通过定义多个点并以特定方式连接它们来创建复杂的形状。 某些 3D 数据格式（例如 OBJ、Collada 和 GLTF）还允许指定表面法线和纹理坐标，从而提供有关 3D 环境中对象的外观和行为的附加信息。
要点：纯 3D 数据可用于表示复杂的形状，包括球体，但它并不固定到地球上的特定位置，并且可能很难放置在地图上。 它通常用于游戏和电影中以创建身临其境的体验，但不太适合在现实世界项目中进行分析。
3、结合地理空间和 3D 数据
通过结合地理空间和 3D 建筑数据，你可以利用每种数据类型的优势并创建具有准确地理位置信息的 3D 模型。
随着技术的进步，合并地理空间和 3D 数据已成为可能，以创建交互式且逼真的 3D 环境，可用于视频游戏、虚拟旅游和城市规划模拟等各种应用。
这些模型可以用于视频游戏、电影和虚拟旅游，创造更具吸引力和互动性的用户体验。 地理空间和 3D 数据的融合推动了地理可视化和游戏行业的创新，并带来更加动态和交互式的用户体验。
让我们仔细看看这些数据格式：
- KML（Keyhole 标记语言）是一种文件格式，可在 Google 地球、Google 地图和其他基于地理空间的应用程序中显示地理空间数据。 它允许你创建 3D 模型和可视化，但主要用于其地理空间属性，例如其在地图上定义位置和边界的能力。
- Collada（COLLAborative Design Activity）是一种基于 XML 的文件格式，通常用于在数字内容创建工具和交互式应用程序之间传输 3D 资产。 它还可以包含地理空间信息，例如位置数据和海拔高度，使您可以将 3D 模型放置在地图上。
- GLTF（GL 传输格式）是一种广泛应用于网络和游戏行业的 3D 场景和模型的文件格式。 与 Collada 一样，它还可以包含地理空间信息，允许您将 3D 模型放置在地图上。 它是一种紧凑且高效的 3D 内容交付格式，并受到各种游戏引擎和工具的广泛支持。
从本质上讲，这些格式将两全其美结合在一起，允许用户创建丰富的交互式 3D 可视化效果，同时还合并地理空间数据以放置在地图上。
要点：使用 KML、Collada 和 GLTF 等格式将地理空间和 3D 数据结合在一起，让你能够创建交互式 3D 可视化，同时合并地理空间数据以放置在地图上，从而将两全其美结合在一起。
4、选择正确的数据格式
在为项目选择地理空间数据和 3D 建筑数据时，需要考虑几个因素。 首先是项目的具体需求。 地理空间数据非常适合存储可点击的足迹和属性，这对于分析很有用。 另一方面，3D 建筑数据允许用户创建复杂的形状和城市景观或景观的真实可视化。 3D 建筑数据通常用于游戏和电影中，以创建逼真的可视化效果和身临其境的体验。
如果你的项目需要分析和可视化，你可以考虑使用这两种数据类型。 例如，如果你需要进行准确的飞行路径分析，那么带有高度属性的详细地理空间数据会更好，因为这可以为你提供最准确的分析数据。 但为了向利益相关者展示分析结果，你可以使用 3D 建筑数据创建可视化，以更真实地展示项目。
要点：如果需要快速准确地分析大量空间信息，地理空间数据比 3D 数据更合适，3D 数据由于其复杂性通常需要额外的处理时间。 但是，如果只处理小型数据集并且需要详细的视觉效果作为决策依据，那么 3D 数据可以提供比从地理空间数据集创建的传统二维地图更多的洞察力。
5、分析注意事项
地理空间数据通常表示二维（纬度和经度）的地理信息，可以通过向建筑物占地面积添加高度数据将其转换为 3D 表示。 虽然建筑物的表示得到了简化，但与纯 3D 格式相比，它提供了一种更轻松地查看和分析准确地理信息的方法。 地理空间数据具有可单击的足迹和属性，允许你通过单击地图来查看高度、地址和其他信息等属性。 相比之下，纯 3D 格式的分析难度更大，并且可能无法提供与地理空间数据相同的详细程度。 地理空间数据提供了一种在高层次上查看和分析数据，然后深入了解更具体细节的方法，使其成为希望处理数据的分析师的更好选择。
6、可视化的注意事项
如果你希望创建引人注目的可视化效果，可能会从使用 3D 数据中受益，因为它可以实现更复杂和身临其境的视觉体验以及使设计栩栩如生的高度详细的模型。 3D 数据的结构使得创建可以从各个角度和视角查看的对象和形状成为可能，包括行星、地形和有机形状等球形形状。 相比之下，地理空间数据通常仅限于添加高度信息以创建 3D 场景的 2D 表示，并且不提供相同级别的视觉细节和复杂性。
最终，地理空间数据和 3D 建筑数据之间的选择将取决于项目的需求和目标受众。 了解这些因素有助于你做出明智的决策，从而节省时间并确保利用正确的建筑数据做出更好的决策。
7、结束语
总之，地理空间数据和 3D 数据是两种不同类型的数据，在分析和可视化信息方面具有不同的优点和缺点。 地理空间数据通常是 2D，但可通过添加高度信息来创建 3D 表示。 分析师通常更喜欢此类数据，因为它能够提供可点击的足迹和属性。 另一方面，纯 3D 数据格式更适合需要复杂形状（例如球体）的可视化。 它们通常用于游戏和电影行业，但不能放置在地图上。 KML、Collada 和 GLTF 等格式通过将地理空间信息和 3D 形状包含在单个文件中，结合了地理空间和 3D 数据的优势。
总体而言，了解地理空间数据和 3D 数据之间的差异对于做出有关最佳表示信息的明智决策至关重要。 无论你想要创建详细的地图还是令人惊叹的视觉表示，深入了解这两种数据格式都将帮助你做出满足需求的最佳选择。
原文链接：From analysis to visualization: The different uses for Geospatial and 3D building data
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