三維GIS在房產(chǎn)室內(nèi)信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　摘要:隨著城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展和房地產(chǎn)需求的日益增長，房產(chǎn)信息管理系統(tǒng)也將迎來高信息化和可視化的發(fā)展機(jī)遇。三維GIS房產(chǎn)室內(nèi)信息能夠為購房者提供高保真的視覺體驗和豐富的空間地理信息。結(jié)合ArcGIS和3DMax技術(shù)構(gòu)建基于GIS的三維房產(chǎn)室內(nèi)信息系統(tǒng)，實現(xiàn)房屋漫游、房屋內(nèi)部編輯、碰撞檢測及房源信息檢索等功能，提高了供需方的看房效率，滿足了購房者的交互體驗需求，為房產(chǎn)室內(nèi)信息平臺的發(fā)展提供了一定的參考。

　　關(guān)鍵詞:三維GIS;房產(chǎn)室內(nèi)信息系統(tǒng);ArcGIS;3DMax

　　0引言

　　房地產(chǎn)信息管理經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)從簡單的表格數(shù)據(jù)發(fā)展為網(wǎng)頁在線瀏覽，近年來GIS(地理信息系統(tǒng))也已經(jīng)應(yīng)用到該領(lǐng)域，特別是WebGIS的應(yīng)用，它能夠結(jié)合地理信息定位為客戶提供更加便捷、直觀的房源查閱體驗。有購房意向的客戶不用出門就能通過電腦手機(jī)查找感興趣的房源信息和外觀圖片[1]。然而，目前眾多房源網(wǎng)站所能提供的多是平面戶型圖以及樓盤外觀圖片，客戶無法進(jìn)行立體地房源瀏覽和室內(nèi)布局漫游，這也就使得房產(chǎn)信息的數(shù)字化從室外到室內(nèi)的發(fā)展成為必然[2]，三維GIS將會在該領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。

　　國外的房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早，歐美國家的房產(chǎn)銷售早已實現(xiàn)了房產(chǎn)聯(lián)網(wǎng)銷售，而且，為了增加客戶體驗，其已逐漸開始應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和Web-GIS技術(shù)。歐美的一些學(xué)者也為房地產(chǎn)銷售管理的可視化提出了一些思路和創(chuàng)建模型，陸續(xù)地投入到商業(yè)應(yīng)用中。

　　如悉尼大學(xué)的ThomasQZeng設(shè)計了一個房地產(chǎn)信息系統(tǒng)的模型，該系統(tǒng)集成了模糊理論、可視化模擬技術(shù)、GIS系統(tǒng)理論、基于規(guī)則庫的推理理論為房地產(chǎn)交易中的房產(chǎn)情況提供直觀展示、潛在價值分析和輔助決策支持。從國內(nèi)房地產(chǎn)項目管理信息領(lǐng)域來看，對外展示的大多數(shù)為文字和數(shù)字方式，使用動態(tài)的、圖形化的可視化展示比較少見，使得房產(chǎn)數(shù)據(jù)信息不能有效傳達(dá)給客戶。況且，房產(chǎn)從業(yè)人員主要是靠傳統(tǒng)的電話、郵件、圖紙等方式來搜集房產(chǎn)信息，勢必存在結(jié)果主觀性。

　　將這些信息導(dǎo)入到房產(chǎn)宣傳網(wǎng)頁中時，只有簡單的數(shù)字和二維圖，無法展現(xiàn)該樓盤的設(shè)計特點和地緣優(yōu)勢，況且在實地銷售房產(chǎn)的過程中，從業(yè)人員依據(jù)這些簡陋的數(shù)據(jù)和模型在為客戶介紹時，也無法使人有直觀的體驗，這在一定程度上影響了銷售員的成單率和業(yè)績考核，甚至影響了整個開發(fā)項目的進(jìn)程和最終效益。3DGIS不僅可以表達(dá)空間物體之間的平面和垂直關(guān)系，還能分析和操作3D空間，從而立體地向用戶展示空間物體，給人一種身臨其境的感覺[3]。如果用3DGIS構(gòu)建室內(nèi)3D系統(tǒng)，能夠使得豐富的二維數(shù)據(jù)得到很好的利用，可以為買家提供很大的便利，只需利用電腦或手機(jī)，就可以對房源進(jìn)行仿真觀察，有很大的市場空間和利用價值。

　　通過半自動或自動的構(gòu)筑物信息提取來構(gòu)建三維模型，一直是相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者們的熱門研究話題，并進(jìn)行了深入的研究[4-5]。然而，他們中的大多數(shù)只是對建筑外部進(jìn)行了建模[6-7]，卻沒有對構(gòu)筑物內(nèi)部的細(xì)節(jié)進(jìn)行完美的展現(xiàn)[8]。目前，主要的三維GIS的實現(xiàn)手段有3種[9]:一是通過底層開發(fā)實現(xiàn);二是利用三維可視化軟件;三是借助成熟的GIS軟件進(jìn)行二次開發(fā)。本文主要以VisualStudio2017.NET作為開發(fā)平臺，使用ArcGIS及3DMax等軟件作為三維建筑模型建模、定位和漫游演示的工具來實現(xiàn)三維GIS房產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建。

　　1房產(chǎn)室內(nèi)信息系統(tǒng)概述

　　1.1開發(fā)目標(biāo)

　　本文進(jìn)行房產(chǎn)室內(nèi)信息系統(tǒng)開發(fā)的主要目的是在傳統(tǒng)的媒介基礎(chǔ)上，增加互動漫游模式，讓買家可以直觀地了解房屋的基本情況及內(nèi)部的細(xì)節(jié)。基于這個目的，再憑借三維GIS的技術(shù)優(yōu)勢，房地產(chǎn)室內(nèi)信息系統(tǒng)的開發(fā)目標(biāo)可以確定為利用已經(jīng)發(fā)展成熟的數(shù)碼攝像、激光三維掃描等影像采集手段，在搜集到的二維房產(chǎn)測繪數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的圖形圖像處理軟件，融合GIS空間信息管理和數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建具有房產(chǎn)模型導(dǎo)入、3D漫游瀏覽、房屋編輯、房產(chǎn)信息查詢等功能的綜合信息系統(tǒng)。

　　1.2數(shù)據(jù)采集和組織

　　在此房產(chǎn)室內(nèi)信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的采集至關(guān)重要，為了給客戶以直觀體驗，需要從以下3個方面進(jìn)行。

　　1)房間結(jié)構(gòu)及門窗數(shù)據(jù)。在構(gòu)建三維模型時，房間的結(jié)構(gòu)及門窗的尺寸位置信息是非常重要的，需要組織內(nèi)部協(xié)調(diào)獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)通過AtuoCAD軟件進(jìn)行二維平面構(gòu)圖，當(dāng)然，也可以直接向開發(fā)商索取平面圖CAD文件，并進(jìn)行數(shù)據(jù)核實，然后，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中建立“房間—門窗”關(guān)系表。

　　2)3DMax模型數(shù)據(jù)。在利用3DMax軟件進(jìn)行精細(xì)化建模前，除了精確二維平面圖外，為了獲得真實場景的感官，本文需要利用數(shù)碼拍照、激光掃描等方法獲得室內(nèi)建筑的裝修圖片，根據(jù)開發(fā)商提供的房間結(jié)構(gòu)信息創(chuàng)建3DMax模型，并保存為ArcGIS軟件能夠讀取的格式。利用ArcGIS軟件導(dǎo)入3DMax文件后，就能得到室內(nèi)3D模型信息，包括房間戶號、戶型、長寬、比例大小等，之后，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中建立“房間—3D模型”關(guān)系表。

　　3)室內(nèi)屬性信息數(shù)據(jù)。室內(nèi)屬性包括小區(qū)名稱、樓棟號、單元號、戶型等信息，將這些信息數(shù)據(jù)放入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，構(gòu)建室內(nèi)屬性信息數(shù)據(jù)表。

　　1.3系統(tǒng)模塊設(shè)計

　　為了完成開發(fā)目標(biāo)，分為4個主要部分:

　　1)室內(nèi)三維建模又分為兩部分。一部分是簡單建模，當(dāng)樓盤尚未開發(fā)時，尚無法得到室外和室內(nèi)的素材，只能通過建筑和室內(nèi)的基本數(shù)據(jù)構(gòu)建簡單的三維模型，可以通過AutoACD來進(jìn)行;另一部分是精細(xì)化建模，樓盤開發(fā)完成后，能夠進(jìn)行室內(nèi)外拍照，可以獲得豐富的素材，這時作業(yè)人員基于AutoCAD二維空間數(shù)據(jù)，通過3DMax進(jìn)行精細(xì)化建模，達(dá)到期望的逼真度。

　　盡管ArcScene環(huán)境可以制作三維化模型顯示，但這項工作相當(dāng)煩瑣，并沒有專業(yè)的3DMax軟件那么高效和逼真，所以本文使用ArcGIS軟件平臺導(dǎo)入3DMax的模型數(shù)據(jù)文件，根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以直接在ArcScene環(huán)境中清晰地顯示三維模型。2)三維漫游瀏覽。用戶利用電腦或手機(jī)鍵盤操作控制視角、遠(yuǎn)近，能夠在房屋內(nèi)實現(xiàn)“暢游”，瀏覽室內(nèi)的每個用戶所關(guān)注細(xì)節(jié)。為了使漫游效果更佳逼真，需要依據(jù)掌握的室內(nèi)外建筑數(shù)據(jù)以及三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行碰撞監(jiān)測。

　　3)視圖模式切換。在漫游模塊中添加視圖切換功能，允許客戶選擇二維、三維視圖、樓層索引，客戶在瀏覽時可以快捷地切換到不同樓層。該功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)平面地圖、建筑物、樓層圖層的切換及跨圖層操作。4)室內(nèi)模型編輯。為了增加客戶體驗和歸屬感，設(shè)計室內(nèi)編輯模塊，購房者利用這個一功能可以對室內(nèi)裝飾如地板、踢腳線、瓷磚、沙發(fā)、床等物體進(jìn)行更換操作。5)室內(nèi)信息查詢。該功能可以方便購房者查詢房源的面積、樓層、戶型等信息。購房者點擊該功能輸入樓盤名稱即可查詢到樓盤包括的戶型結(jié)構(gòu)和每層房子的價格等信息。另外，還能根據(jù)樓盤的空間位置查詢有關(guān)信息，結(jié)合空間關(guān)系查詢，查找某一棟樓周圍500m范圍內(nèi)樓層超過10層的小區(qū)。

　　2系統(tǒng)實現(xiàn)

　　根據(jù)相關(guān)需求分析和功能滿足的內(nèi)容，選擇適合開發(fā)平臺，來實現(xiàn)房產(chǎn)室內(nèi)信息管理系統(tǒng)的功能，最主要的是實現(xiàn)客戶端室內(nèi)三維漫游功能。

　　2.1系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

　　本次研究的開發(fā)平臺是基于VisualStudio2017，使用3DMax軟件構(gòu)筑三維模型，通過ArcGIS10.7進(jìn)行模型控制，使用Oracle數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)儲存和調(diào)取，來完成房產(chǎn)室內(nèi)信息系統(tǒng)的開發(fā)工作。

　　2.2系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)說明

　　2.2.1ArcGIS軟件技術(shù)ArcGIS軟件是繪制地圖和地理信息的基礎(chǔ)架構(gòu)，來自各行各業(yè)的工程師將ArcGIS應(yīng)用到多種不同的領(lǐng)域，包括城鎮(zhèn)規(guī)劃、資源管理與配置、生態(tài)環(huán)境管理和地籍信息服務(wù)等。ArcGIS軟件具有二維和三維GIS的開發(fā)功能，具有三維空間信息服務(wù)發(fā)布功能，數(shù)據(jù)獲取與處理具有較高的經(jīng)濟(jì)性，支持海量數(shù)據(jù)的存儲和管理。

　　ArcGIS的三維開發(fā)模塊包含了與二維GIS一樣的數(shù)據(jù)可視化、空間分析、數(shù)據(jù)管理3部分功能，而且在ArcGIS10以上的版本中GeoDatabase模型完全支持真3D的數(shù)據(jù)對象和要素。根據(jù)使用場所和性質(zhì)不同，ArcGIS三維分析核心模塊分為ArcScene和ArcGlobe兩個應(yīng)用程序，它們都可以對三維場景進(jìn)行展示，但ArcGlobe是將所有數(shù)據(jù)投影到球體表面，適于海量數(shù)據(jù)量、大范圍場景的展示，如省市級的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、交通等方面;而ArcScene是將場景平面投影，適合于小范圍內(nèi)精細(xì)場景刻畫，如社區(qū)、商場、工地等場所。ArcScene是基于OpenGL平臺開發(fā)的，能夠?qū)崿F(xiàn)三維漫游并與三維矢量與柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。所以，本文選擇ArcScene功能來瀏覽顯示3D建模數(shù)據(jù)。

　　2.2.2三維建模

　　當(dāng)前，我國的房產(chǎn)開發(fā)存在建成后銷售或未建成先銷售的狀況，建成的樓盤一般都設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)樣板間，可為三維室內(nèi)建模提供精細(xì)的素材，因此，對于這種已建樓盤，我們就能利用攝影數(shù)據(jù)和3DMax來進(jìn)行精細(xì)化的建模過程，使得室內(nèi)漫游的模型清晰化。這種三維模型做成后，利用三維顯示平臺ArcScene對其進(jìn)行展示，通過強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理和三維顯示功能，使客戶能夠有身臨其境的感覺，為客戶購買房產(chǎn)提供真實直觀的參考。

　　2.3漫游

　　漫游是在立體空間中上下左右前后不同方向能夠隨意瀏覽的一種狀態(tài)，在瀏覽的同時，周圍的物體也會根據(jù)漫游的方向而反向移動，從而達(dá)到漫游的效果。為了實現(xiàn)這種漫游功能，需要利用ArcGIS軟件自帶的SceneControl、TOCControl、ToolbarControl等控件。通過兩種方式給客戶以漫游體驗:一種可以利用鍵盤鼠標(biāo)的方式控制室內(nèi)漫游;另一種通過自動漫游的方式自動地觀看室內(nèi)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)飾情況。

　　2.4碰撞檢測

　　三維室內(nèi)房產(chǎn)漫游的重要環(huán)節(jié)就是碰撞檢測，碰撞檢測是構(gòu)造可視化系統(tǒng)及虛擬現(xiàn)實的“試金石”，通過碰撞檢測可以使室內(nèi)漫游的場景更加逼真[10]。在建筑室內(nèi)進(jìn)行漫游，需要實時檢測判斷是否存在同其他物體碰撞的情況，這樣使用者才能感到虛擬現(xiàn)實的客觀存在性，增加互動體驗。國內(nèi)外學(xué)者在碰撞檢測方面已經(jīng)做了較長時間的研究，其算法主要分為兩種:空間分解法和層次包圍盒法。其中，層次包圍盒法是一種最簡單和最常用的分層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)擁有易移植、易構(gòu)造等優(yōu)點，并且它的分層數(shù)據(jù)不受其他模型的拓?fù)涮匦缘挠绊慬11-12]。由于此算法比較成熟，本文不再贅述。本房產(chǎn)室內(nèi)信息系統(tǒng)采用層次包圍盒法實現(xiàn)碰撞檢測。

　　3成果展示

　　該房產(chǎn)室內(nèi)信息系統(tǒng)的登錄界面，需要用戶輸入開發(fā)商提供的默認(rèn)賬戶和密碼方能登錄，登錄系統(tǒng)后顯示操作界面，該界面菜單欄包括數(shù)據(jù)錄入、漫游瀏覽、房屋編輯、房源信息檢索等功能模塊。數(shù)據(jù)錄入功能支持用戶將有意向的樓盤數(shù)據(jù)載入平臺中供其瀏覽;漫游瀏覽功能使用戶通過電腦或手機(jī)在室內(nèi)外進(jìn)行自由“漫游”;房屋編輯功能支持客戶任意修改房間內(nèi)的裝飾，修改地板、家具的貼圖;房源信息檢索功能則可查詢到樓盤所在區(qū)域、樓盤的名稱、內(nèi)部構(gòu)造、價格、售房情況等內(nèi)容。

　　房產(chǎn)測繪論文：RESS系統(tǒng)在房產(chǎn)測繪工作的應(yīng)用分析

　　4結(jié)束語

　　變化信息提取和質(zhì)量控制，對于地理國情監(jiān)測工作的開展成效具有重大影響。在新時代背景下，測繪人員應(yīng)充分認(rèn)識到變化信息提取和質(zhì)量控制的重要性和價值，在變化信息提取應(yīng)用的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)各個提取和篩查環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理和把控，有效提升地理國情監(jiān)測信息的提取效率和質(zhì)量，促進(jìn)我國在地理信息勘查、環(huán)境資源治理和生態(tài)文明建設(shè)等方面取得更大發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]趙勇.地理國情監(jiān)測中地表覆蓋數(shù)據(jù)典型質(zhì)量問題分析[J].測繪與空間地理信息，2020，43(4):137-139，147.

　　[2]杜培軍，王欣，蒙亞平，等.面向地理國情監(jiān)測的變化檢測與地表覆蓋信息更新方法[J].地球信息科學(xué)學(xué)報，2020，22(4):857-866.

　　[3]劉琦.地理國情要素數(shù)據(jù)快速更新中資料分析利用及其常見質(zhì)量檢查方法的探討[J].經(jīng)緯天地，2019(6):89-94.

　　作者：梁益川

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