Đề tài hỗ trợ
 Đề tài hỗ trợ UC-win/Road

Khởi tạo dữ liệu VR sử dụng dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS)

Maintenance/Support Service Information

UC-win/Road là nền tảng xây dựng dữ liệu thực tế ảo (VR) 3D cho phép diễn họa nhiều kiểu dữ liệu khác nhau như mô hình 3D công trình, kết cấu, mô hình phân tích mô phỏng dòng giao thông cũng như các dữ liệu kết quả mô phỏng, phân tích khác.

Ở phiên bản mới nhất là ver. 15, người dùng có thể tận dụng nguồn dữ liệu mở để khởi tạo địa hình, vạch tuyến đường và đưa vào hàng loạt mô hình tòa nhà v.v. nhanh chóng, giúp đơn giản hóa quá trình chuẩn bị cho lên phương án thiết kế sơ bộ. Trong bài này chúng tôi sẽ giới thiệu cách khởi tạo không gian VR chủ yếu sử dụng dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS).

Các thành phần của nền tảng số VR

There is a wide range of GIS data that can be imported into UC-win/Road, such as the GSI tiles and Fundamental Geospatial Data published by the Geospatial Information Authority of Japan (GSI), building and road information from OpenStreetMap, and other point cloud data. Available file formats are such as Shapefile, LandXML, DWG, DXF, IFC, FBX, etc., and by constructing a VR space using these GIS data and outputting the data from the VR space to related software, it can be used as a platform to connect various software and systems. UC-win/Road có thể import đa dạng các loại dữ liệu GIS, từ dữ liệu dạng tile cung cấp bởi Cơ quan Thông tin địa lý Nhật Bản (GSI), dữ liệu đường, mô hình tòa nhà từ OpenStreetMap đến point cloud. Các định dạng file có thể import tiêu biểu như như Shapefile, LandXML, DWG, DXF, IFC, FBX.


Hình 1. Liên kết dữ liệu GIS với nền tảng UC-win/Road

Khởi tạo địa hình sử dụng dữ liệu dạng tile của GSI

Khi khởi tạo địa hình mới trong UC-win/Road, người dùng có thể sử dụng dữ liệu dạng tile do GSI cung cấp. Bất kỳ khu vực nào trên bản đồ cũng có thể được import cùng ảnh vệ tinh và bình đồ để hỗ trợ khởi tạo không gian VR. Địa hình được tạo từ GIS tile đã chứa sẵn thông tin về tọa độ trực giao mặt phẳng, vĩ độ và kinh độ, các tài nguyên như mô hình có thể được tạo và đặt tại các vị trí địa lý chính xác ngay cả khi đã tải các dữ liệu GIS khác trên địa hình.


Hình 2. Dữ liệu địa hình xung quanh ga tàu Shinagawa (Tokyo, Nhật Bản) khởi tạo sử dụng dữ liệu dạng tile từ GSI

Bên cạnh GSI tile, các dữ liệu địa hình từ nguồn dữ liệu mở khác như SRTM cũng được hỗ trợ. Người dùng có thể import dữ liệu độ cao (ví dụ GeoTIFF) vào UC-win/Road để tái tạo địa hình của bất kỳ khu vực nào trên thế giới, bao gồm Nhật Bản.


Import mô hình thành phố 3D

■Import mô hình từ nguồn dữ liệu mở PLATEAU

UC-win/Road cũng cho phép tạo cảnh quan thành phố dưới dạng một mô hình. Người dùng có thể sử dụng các mô hình 3D từ các nguồn như "3DDB Viewer*1" do Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến Quốc gia Nhật Bản (AIST) cung cấp, hoặc "PLATEAU*2" do Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông và Du lịch Nhật Bản (MLIT) cung cấp. Các tòa nhà, địa hình, cây cối và hệ thống đường giao thông được gom thành các mô hình 3D theo khu vực, và các mô hình đó có thể được diễn họa trong UC-win/Road ở các định dạng phổ biến như FBX. Đối với PLATEAU, các mô hình tòa nhà thuộc các thành phố lớn của Nhật Bản đang được hoàn thiện, một số đã được cung cấp trong cơ sở dữ liệu mở dưới định dạng tập hợp nhiều thông tin thuộc tính khác nhau như số tầng, mục đích sử dụng và hình dạng tòa nhà. UC-win/Road sẽ hỗ trợ import các thông tin thuộc tính đi kèm mô hình từ PLATEAU.


Hình 3. Import mô hình thành phố 3D từ PLATEAU

■Import dữ liệu bản đồ 3D Zenrin

Ngoài dữ liệu mở, người dùng cũng có thể import và diễn họa các mô hình 3D tải về từ các trang/ dịch vụ cung cấp có tính phí. "Dịch vụ trực tuyến dữ liệu bản đồ 3D Zenrin" của ZENRIN Co., Ltd cung cấp các mô hình 3D của các tòa nhà và các yếu tố, công trình tạo nên cảnh quan đô thị như đường giao thông, biển báo, cột điện và cây cối ven đường. Người dùng có thể chọn định dạng file cần import như FBX, 3DS, v.v., tải về hàng loạt dữ liệu mô hình và import tất cả vào UC-win/Road.


Hình 4. Import mô hình 3D từ dữ liệu bản đồ 3D Zenrin

Bản thân các mô hình 3D trong cơ sở dữ liệu PLATEAU và Zenrin đã chứa các thuộc tính tọa độ chiếu theo tọa độ mặt phẳng của hệ thống trắc địa thế giới, nên khi import mô hình vào trong UC-win/Road, đặt giá trị XY (tọa độ toàn cục) là 0,0 để mô hình được tự động bố trí vào vị trí tọa độ chính xác trong không gian VR.

Tuy nhiên, mô hình trong kho dữ liệu mở có thể không lưu sẵn thông tin tọa độ chính xác. Trường hợp này, người dùng có thể kiểm tra vị trí gốc của mô hình 3D trên cửa sổ edit mô hình FBX, sau đó đối chiều với thông tin tọa độ chính xác từ GSI để điều chỉnh vị trí mô hình. Nếu không cần độ chính xác quá cao, người dùng cũng có thể chỉnh vị trí mô hình theo ảnh chụp vệ tinh.


Khởi tạo đường với OpenStreetMap

Với cơ sở dữ liệu mở OpenStreetMap, người dùng có thể tải các dữ liệu địa lý trên bản đồ và import các file osm đã tải vào UC-win/Road để vạch hướng tuyến tự động. Nếu bản đồ địa hình khu vực được tạo dựa trên thông tin tọa độ chính xác như lưới độ cao 50 m hoặc dữ liệu tile của GSI, hướng tuyến sẽ được tự động bố trí chính xác mà không cần điều chỉnh tọa độ gì thêm.

Dữ liệu hướng tuyến đường có thể được chuyển đổi sang định dạng LandXML hoặc khởi tạo trực tiếp, vì vậy người dùng có thể chỉnh chênh lệch cao độ (offset) cho dữ liệu hướng tuyến ngay cả trong trường hợp dữ liệu địa hình không có thuộc tính thông tin tọa độ chính xác.


Tạo tòa nhà sử dụng OpenStreetMap and file định dạng Shape

Tại phần "Zone Editing" trên thanh menu người dùng chọn tính năng "Download Features" để import tự động hàng loạt dữ liệu mô hình tòa nhà 3D từ cơ sở dữ liệu OpenStreetMap. Phạm vi tạo dữ liệu có thể được chọn định tùy ý trong không gian 3D của UC-win/Road. Độ cao bố trí mô hình cũng được import tự động và không cần thao tác gì thêm.

Ngoài ra, tên của tòa nhà (ví dụ "Nhà hát lớn") cũng được import tự động theo mô hình. Khác với mô hình thành phố 3D của các cơ sở dữ liệu như PLATEAU, đối với OpenStreetMap các mô hình tòa nhà được tạo ra như các khối hình 3D với một màu duy nhất, tuy nhiên người dùng cũng có thể chỉnh sửa mô hình với việc thêm ảnh dán (texture). Do các mô hình đơn giản nên mặc dù số lượng import nhiều, chúng cũng sẽ ít gây ảnh hưởng đến hiệu suất chạy phần mềm hơn (chẳng hạn như so với khi import các mô hình tòa nhà đầy đủ chi tiết trong cơ sở dữ liệu RoadDB).


Hình 5. Khởi tạo dữ liệu đường và tòa nhà từ OpenStreetMap

Ngay cả với những khu vực không có dữ liệu mô hình tòa nhà trong OpenStreetMap, người dùng vẫn có thể khởi tạo và import mô hình tòa nhà trong UC-win/Road bằng cách sử dụng trình viewer của "dữ liệu bản đồ cơ bản" cung cấp bởi GSI, chuyển đổi hình khối bên ngoài của tòa nhà sang dạng file Shape và import vào UC-win/Road. Khi khởi tạo mô hình tòa nhà từ file Shape, người dùng có thể thiết lập texture cho mô hình (dán ảnh vào bề mặt các bên của mô hình).


Hợp nhất (merge) địa hình sử dụng dữ liệu file Shape và IFC

Tương tự như tạo mô hình tòa nhà, người dùng có thể xuất dữ liệu địa hình từ "dữ liệu bản đồ cơ sở" (GSI) sang định dạng file Shape và kết hợp với địa hình đã tạo. Nếu cần tăng độ chính xác của lưới độ cao 50 m, người dùng có thể chuyển sang dạng dữ liệu lưới 10 m hoặc 5 m từ nguồn "dữ liệu bản đồ cơ sở" của GSI. Điều tương tự cũng có thể được áp dụng với file IFC, loại file này có thể phản ánh dữ liệu địa hình sử dụng trong thiết kế.


Hình 6. Hợp nhất dữ liệu bản đồ chi tiết sử dụng file Shape

Import Point Cloud Data

UC-win/Road cho phép biểu diễn cảnh quan, cấu trúc đường dựa trên dữ liệu point cloud bằng cách import dữ liệu point cloud thu thập bằng MMS hoặc máy quét laser 3D. Người dùng cũng có thể chuyển đổi point cloud sang dữ liệu "vá địa hình" (terrain patch) để diễn họa bề mặt địa hình mấp mô. Dữ liệu point cloud có thể ở nhiều định dạng như asc, csv, dat, las, và thông tin màu sắc của từng điểm cũng có thể được import. Ngay cả khi không có dữ liệu màu sắc, người dùng cũng có thể chỉnh màu dựa trên ảnh chụp vệ tinh. Gần đây, ngày càng nhiều chính quyền địa phương cung cấp dữ liệu point cloud của khu vực dưới dạng nguồn dữ liệu mở hơn.

Ví dụ ở nền tảng dữ liệu của Bộ Đất đai, Hạ tầng, Giao thông và Du lịch Nhật Bản (MLIT)*3" và Cơ sở dữ liệu point cloud do chính quyền Shizuoka cung cấp*4", người dùng có thể xem và download dữ liệu point cloud của đường sá, cơ sở hạ tầng và import chúng vào UC-win/Road để diễn họa.

Hình 7. Khai báo hướng tuyến đường dựa trên dữ liệu point cloud

licenseCC BY 4.0 Nguồn: Cơ sở dữ liệu Point Cloud Shizuoka: termshttps://pointcloud.pref.shizuoka.jp/terms


*1 3DDB Viewer https://www.airc.aist.go.jp/gsrt/3ddb-viewer.html

*2 PLATEAU https://www.mlit.go.jp/plateau/

*3 MLIT Data Platform https://www.mlit-data.jp/platform/

*4 Shizuoka Point Cloud Database https://pointcloud.pref.shizuoka.jp/


(Up&Coming '21 Ấn bản mùa hạ)
Back
Up&Coming

FORUM8

LOADING