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運用GIS數據建立VR空間

UC-win/Road作為3DVR平台可以讀取、使用多種數據。可對結構模型或交通模擬、各種分析數據等進行可視化處理，結合用途進行高效能的使用。

此外，在最新的Ver.15中，可在生成地形、道路線形、建築物等時使用開源數據，從而簡化作業流程及縮短作業時間。本次將介紹使用作為主要數據源的GIS相關數據製作VR空間。

VR數位平台的構成

UC-win/Road支援導入的GIS數據包含日本國土地理院公開的地理院tile、地基地圖資訊的各種數據、OpenStreetMap的建築物、道路資訊及其他各種點雲端數據等涉及多方面的數據。有關檔案格式，可使用Shapefile、LandXML、DWG、DXF、IFC、FBX等多種數據格式，利用其中的GIS數據構建VR空間，在此之上可從VR空間中向連動軟體輸出數據，作為連接各種軟體或系統的平台進行使用。

圖1 將UC-win/Road作為平台與GIS數據連動

根據地理院tile生成地形

在UC-win/Road中建立新地形時，可以使用日本國土地理院公開的地理院tile數據。可以在地圖上指定任意範圍，透過讀取航拍照片和地圖畫面作為構成VR空間的基礎進行使用。因為透過地理院tile生成的地形擁有平面直角座標和經緯度座標資訊，在地形上讀取其他的GIS數據時也可以在正確的位置配置、生成素材。


圖2 透過地理院tile生成的品川站周邊的地形

此外，除了地理院tile，SRTM等地形資訊被作為開源數據被公開，透過讀取以GeoTIFF為代表的標高數據檔，可以生成包含日本在內的全世界任意地點的地形。

讀取3D城市模型

■ 讀取PLATEAU開源數據模型

利用產業技術綜合研究所公開的「3DDB Viewer^*1」或國土交通省公開的「PLATEAU^*2」等3D模型，可以將城市的景觀作為1個模型進行還原。將不同區域的建築或地形，綠植或道路設施等作為3D模型進行整理，可使用FBX等通用3D模型格式作為媒介在UC-win/Road中進行讀取。在PLATEAU中正在進行全日本主要城市中建築物模型的整理，不僅是建築物的形狀，層數及用途等各種資訊情報也被整合公開。 UC-win/Road也即將支援從PLATEAU中導入包含資訊情報的功能。

圖3 讀取PLATEAU的3D城市模型

■讀取ZENRIN3D地圖數據

除使用開源數據外，也可使用透過付費服務構建的3D城市模型。在株式會社Zenrin開示的[Zenrin3D地圖數據線上提供服務]中，除建築物外還提供包括道路、路標、電線杆、道路植物等構成城市景觀要素的3D模型，指定FBX或3DS等各種格式下載大範圍的模型數據，可以透過UC-win/Road進行讀取。

圖4 讀取Zenrin3D地圖數據中的3D模型

在PLATEAU或Zenrin3D地圖數據的城市模型中，因為3D模型本身擁有以平面直角座標為基準的世界地理測量系的座標，在UC-win/Road上配置後，透過將X-Y座標（國際座標）的數值設定為0，0，在虛擬空間的正確位置進行配置。

然而，開源數據並不一定擁有正確的座標資訊。在沒有正確座標資訊的情況下，在FBX模型的編輯介面確認3D模型的原點位置，透過使用國土地理院的地圖資訊等確認原點位置的座標及經緯度等進行位置的調整。在對正確性並沒有高要求的情況下，也有對照航拍照片調整位置的方法。

使用OpenStreetMap生成道路

OpenStreetMap可將正在閱覽的地圖上的地理資訊作為開源數據進行下載，透過讀取下載的osm檔進行道路線形的自動生成。生成數據的地形是基於國土地理院的50m精度或地理院Tile等正確座標資訊時，可在不調整座標的情況下在正確的位置進行生成。

此外，除了直接生成外還可透過LandXML格式轉換後進行使用，對沒有正確座標的地形也可透過設定補償值讀取線形資訊。

使用OpenStreetMap或Shape檔生成建築

透過使用[區域編輯]的[地上物下載]功能，可以讀取OpenStreetMap的建築物資訊，自動生成大範圍的建築形狀。生成的範圍可在UC-win/Road的空間上自由設定，同時可以顯示建築物的高度資訊，省去繁瑣的操作。

此外，在主要的建築物上將會自動輸入建築名稱。與前面提到的PLATEAU等3D城市模型不同，雖然建築物本身將被生成為單一顏色，但可對單個建築物進行選擇並添加材質貼圖等編輯。相較於使用RoadDB配置建築物的情況，因為形狀較為簡單進行大範圍生成的操作也可以減小對性能的影響。

圖5 使用OpenStreetMap進行道路與建築物的生成

在該區域沒有OpenStreetMap的建築資訊時，可以使用國土地理院的地基地圖資訊進行建築物的生成。透過使用地基地圖資訊瀏覽器將建築物的外型資訊轉換為Shape檔從而能夠在UC-win/Road上進行讀取。在透過Shape檔生成建築物時，透過生成時的設定可以統一在側面和頂部貼上材質貼圖。

透過Shape檔、IFC檔生成地形

同建築物的生成一樣，可以由地基地圖情報將地形資訊以Shape檔生成，與製作完成的地形進行合成。因為在基礎地圖資訊中公開由5m或10m規格的地形資訊，例如對由50m規格生成的地形想要提升部分地形的精度時，可以對基礎地圖資訊的必要範圍進行轉換並使用。此外，也支援對應IFC檔，可以在用於設計的地形上進行反映。

圖6 透過Shape文件進行具體地形合成

讀取點雲端數據

透過讀取MMS或3D激光掃描儀測量到的點雲端數據，除了透過點雲端展現景觀或基於點雲端製作道路構造外，還可以透過將點雲端轉換為地形補丁，精確再現地形表面的起伏等用途。點雲端格式可以使用asc、csv、dat、las等通用格式，點雲端數據中包含的顏色資訊也會一併進行讀取。在沒有顏色資訊的情況下，使用航拍圖片進行後期上色。進來自治體等將點雲端檔作為開源數據進行公開的事例正在增加。

例如、在「國土交通數據平台^*3」或「靜岡縣點雲端資料庫^*4」中，可以閱覽、下載道路或設施等各種各樣的點雲端數據，在UC-win/Road中進行使用。

圖7 以點雲端作為基礎輸入道路線形

licenseCC BY 4.0 引用：靜岡縣點雲端資料庫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日本國土交通省數據平台https://www.mlit-data.jp/platform/

^*4靜岡縣點雲端資料庫https://pointcloud.pref.shizuoka.jp/

(Up&Coming '21　夏季刊)

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