三维GIS在房产室内信息系统中的应用

　　摘要:随着城镇化的加速发展和房地产需求的日益增长，房产信息管理系统也将迎来高信息化和可视化的发展机遇。三维GIS房产室内信息能够为购房者提供高保真的视觉体验和丰富的空间地理信息。结合ArcGIS和3DMax技术构建基于GIS的三维房产室内信息系统，实现房屋漫游、房屋内部编辑、碰撞检测及房源信息检索等功能，提高了供需方的看房效率，满足了购房者的交互体验需求，为房产室内信息平台的发展提供了一定的参考。

　　关键词:三维GIS;房产室内信息系统;ArcGIS;3DMax

　　0引言

　　房地产信息管理经过多年的发展，已经从简单的表格数据发展为网页在线浏览，近年来GIS(地理信息系统)也已经应用到该领域，特别是WebGIS的应用，它能够结合地理信息定位为客户提供更加便捷、直观的房源查阅体验。有购房意向的客户不用出门就能通过电脑手机查找感兴趣的房源信息和外观图片[1]。然而，目前众多房源网站所能提供的多是平面户型图以及楼盘外观图片，客户无法进行立体地房源浏览和室内布局漫游，这也就使得房产信息的数字化从室外到室内的发展成为必然[2]，三维GIS将会在该领域发挥关键作用。

　　国外的房地产业发展较早，欧美国家的房产销售早已实现了房产联网销售，而且，为了增加客户体验，其已逐渐开始应用虚拟现实技术和Web-GIS技术。欧美的一些学者也为房地产销售管理的可视化提出了一些思路和创建模型，陆续地投入到商业应用中。

　　如悉尼大学的ThomasQZeng设计了一个房地产信息系统的模型，该系统集成了模糊理论、可视化模拟技术、GIS系统理论、基于规则库的推理理论为房地产交易中的房产情况提供直观展示、潜在价值分析和辅助决策支持。从国内房地产项目管理信息领域来看，对外展示的大多数为文字和数字方式，使用动态的、图形化的可视化展示比较少见，使得房产数据信息不能有效传达给客户。况且，房产从业人员主要是靠传统的电话、邮件、图纸等方式来搜集房产信息，势必存在结果主观性。

　　将这些信息导入到房产宣传网页中时，只有简单的数字和二维图，无法展现该楼盘的设计特点和地缘优势，况且在实地销售房产的过程中，从业人员依据这些简陋的数据和模型在为客户介绍时，也无法使人有直观的体验，这在一定程度上影响了销售员的成单率和业绩考核，甚至影响了整个开发项目的进程和最终效益。3DGIS不仅可以表达空间物体之间的平面和垂直关系，还能分析和操作3D空间，从而立体地向用户展示空间物体，给人一种身临其境的感觉[3]。如果用3DGIS构建室内3D系统，能够使得丰富的二维数据得到很好的利用，可以为买家提供很大的便利，只需利用电脑或手机，就可以对房源进行仿真观察，有很大的市场空间和利用价值。

　　通过半自动或自动的构筑物信息提取来构建三维模型，一直是相关领域学者们的热门研究话题，并进行了深入的研究[4-5]。然而，他们中的大多数只是对建筑外部进行了建模[6-7]，却没有对构筑物内部的细节进行完美的展现[8]。目前，主要的三维GIS的实现手段有3种[9]:一是通过底层开发实现;二是利用三维可视化软件;三是借助成熟的GIS软件进行二次开发。本文主要以VisualStudio2017.NET作为开发平台，使用ArcGIS及3DMax等软件作为三维建筑模型建模、定位和漫游演示的工具来实现三维GIS房产信息管理系统的构建。

　　1房产室内信息系统概述

　　1.1开发目标

　　本文进行房产室内信息系统开发的主要目的是在传统的媒介基础上，增加互动漫游模式，让买家可以直观地了解房屋的基本情况及内部的细节。基于这个目的，再凭借三维GIS的技术优势，房地产室内信息系统的开发目标可以确定为利用已经发展成熟的数码摄像、激光三维扫描等影像采集手段，在搜集到的二维房产测绘数据的基础上，通过先进的图形图像处理软件，融合GIS空间信息管理和数据库，构建具有房产模型导入、3D漫游浏览、房屋编辑、房产信息查询等功能的综合信息系统。

　　1.2数据采集和组织

　　在此房产室内信息系统中，数据的采集至关重要，为了给客户以直观体验，需要从以下3个方面进行。

　　1)房间结构及门窗数据。在构建三维模型时，房间的结构及门窗的尺寸位置信息是非常重要的，需要组织内部协调获取准确的数据，并根据数据通过AtuoCAD软件进行二维平面构图，当然，也可以直接向开发商索取平面图CAD文件，并进行数据核实，然后，在系统的数据库中建立“房间—门窗”关系表。

　　2)3DMax模型数据。在利用3DMax软件进行精细化建模前，除了精确二维平面图外，为了获得真实场景的感官，本文需要利用数码拍照、激光扫描等方法获得室内建筑的装修图片，根据开发商提供的房间结构信息创建3DMax模型，并保存为ArcGIS软件能够读取的格式。利用ArcGIS软件导入3DMax文件后，就能得到室内3D模型信息，包括房间户号、户型、长宽、比例大小等，之后，在系统的数据库中建立“房间—3D模型”关系表。

　　3)室内属性信息数据。室内属性包括小区名称、楼栋号、单元号、户型等信息，将这些信息数据放入系统数据库中，构建室内属性信息数据表。

　　1.3系统模块设计

　　为了完成开发目标，分为4个主要部分:

　　1)室内三维建模又分为两部分。一部分是简单建模，当楼盘尚未开发时，尚无法得到室外和室内的素材，只能通过建筑和室内的基本数据构建简单的三维模型，可以通过AutoACD来进行;另一部分是精细化建模，楼盘开发完成后，能够进行室内外拍照，可以获得丰富的素材，这时作业人员基于AutoCAD二维空间数据，通过3DMax进行精细化建模，达到期望的逼真度。

　　尽管ArcScene环境可以制作三维化模型显示，但这项工作相当烦琐，并没有专业的3DMax软件那么高效和逼真，所以本文使用ArcGIS软件平台导入3DMax的模型数据文件，根据这些数据可以直接在ArcScene环境中清晰地显示三维模型。2)三维漫游浏览。用户利用电脑或手机键盘操作控制视角、远近，能够在房屋内实现“畅游”，浏览室内的每个用户所关注细节。为了使漫游效果更佳逼真，需要依据掌握的室内外建筑数据以及三维模型数据进行碰撞监测。

　　3)视图模式切换。在漫游模块中添加视图切换功能，允许客户选择二维、三维视图、楼层索引，客户在浏览时可以快捷地切换到不同楼层。该功能模块能够实现平面地图、建筑物、楼层图层的切换及跨图层操作。4)室内模型编辑。为了增加客户体验和归属感，设计室内编辑模块，购房者利用这个一功能可以对室内装饰如地板、踢脚线、瓷砖、沙发、床等物体进行更换操作。5)室内信息查询。该功能可以方便购房者查询房源的面积、楼层、户型等信息。购房者点击该功能输入楼盘名称即可查询到楼盘包括的户型结构和每层房子的价格等信息。另外，还能根据楼盘的空间位置查询有关信息，结合空间关系查询，查找某一栋楼周围500m范围内楼层超过10层的小区。

　　2系统实现

　　根据相关需求分析和功能满足的内容，选择适合开发平台，来实现房产室内信息管理系统的功能，最主要的是实现客户端室内三维漫游功能。

　　2.1系统开发环境

　　本次研究的开发平台是基于VisualStudio2017，使用3DMax软件构筑三维模型，通过ArcGIS10.7进行模型控制，使用Oracle数据库进行数据储存和调取，来完成房产室内信息系统的开发工作。

　　2.2系统关键技术说明

　　2.2.1ArcGIS软件技术ArcGIS软件是绘制地图和地理信息的基础架构，来自各行各业的工程师将ArcGIS应用到多种不同的领域，包括城镇规划、资源管理与配置、生态环境管理和地籍信息服务等。ArcGIS软件具有二维和三维GIS的开发功能，具有三维空间信息服务发布功能，数据获取与处理具有较高的经济性，支持海量数据的存储和管理。

　　ArcGIS的三维开发模块包含了与二维GIS一样的数据可视化、空间分析、数据管理3部分功能，而且在ArcGIS10以上的版本中GeoDatabase模型完全支持真3D的数据对象和要素。根据使用场所和性质不同，ArcGIS三维分析核心模块分为ArcScene和ArcGlobe两个应用程序，它们都可以对三维场景进行展示，但ArcGlobe是将所有数据投影到球体表面，适于海量数据量、大范围场景的展示，如省市级的农业、林业、水利、交通等方面;而ArcScene是将场景平面投影，适合于小范围内精细场景刻画，如社区、商场、工地等场所。ArcScene是基于OpenGL平台开发的，能够实现三维漫游并与三维矢量与栅格数据进行交互。所以，本文选择ArcScene功能来浏览显示3D建模数据。

　　2.2.2三维建模

　　当前，我国的房产开发存在建成后销售或未建成先销售的状况，建成的楼盘一般都设有标准样板间，可为三维室内建模提供精细的素材，因此，对于这种已建楼盘，我们就能利用摄影数据和3DMax来进行精细化的建模过程，使得室内漫游的模型清晰化。这种三维模型做成后，利用三维显示平台ArcScene对其进行展示，通过强大的空间数据管理和三维显示功能，使客户能够有身临其境的感觉，为客户购买房产提供真实直观的参考。

　　2.3漫游

　　漫游是在立体空间中上下左右前后不同方向能够随意浏览的一种状态，在浏览的同时，周围的物体也会根据漫游的方向而反向移动，从而达到漫游的效果。为了实现这种漫游功能，需要利用ArcGIS软件自带的SceneControl、TOCControl、ToolbarControl等控件。通过两种方式给客户以漫游体验:一种可以利用键盘鼠标的方式控制室内漫游;另一种通过自动漫游的方式自动地观看室内的结构和内饰情况。

　　2.4碰撞检测

　　三维室内房产漫游的重要环节就是碰撞检测，碰撞检测是构造可视化系统及虚拟现实的“试金石”，通过碰撞检测可以使室内漫游的场景更加逼真[10]。在建筑室内进行漫游，需要实时检测判断是否存在同其他物体碰撞的情况，这样使用者才能感到虚拟现实的客观存在性，增加互动体验。国内外学者在碰撞检测方面已经做了较长时间的研究，其算法主要分为两种:空间分解法和层次包围盒法。其中，层次包围盒法是一种最简单和最常用的分层数据结构，这种数据结构拥有易移植、易构造等优点，并且它的分层数据不受其他模型的拓扑特性的影响[11-12]。由于此算法比较成熟，本文不再赘述。本房产室内信息系统采用层次包围盒法实现碰撞检测。

　　3成果展示

　　该房产室内信息系统的登录界面，需要用户输入开发商提供的默认账户和密码方能登录，登录系统后显示操作界面，该界面菜单栏包括数据录入、漫游浏览、房屋编辑、房源信息检索等功能模块。数据录入功能支持用户将有意向的楼盘数据载入平台中供其浏览;漫游浏览功能使用户通过电脑或手机在室内外进行自由“漫游”;房屋编辑功能支持客户任意修改房间内的装饰，修改地板、家具的贴图;房源信息检索功能则可查询到楼盘所在区域、楼盘的名称、内部构造、价格、售房情况等内容。

　　房产测绘论文：RESS系统在房产测绘工作的应用分析

　　4结束语

　　变化信息提取和质量控制，对于地理国情监测工作的开展成效具有重大影响。在新时代背景下，测绘人员应充分认识到变化信息提取和质量控制的重要性和价值，在变化信息提取应用的基础上，加强各个提取和筛查环节的质量管理和把控，有效提升地理国情监测信息的提取效率和质量，促进我国在地理信息勘查、环境资源治理和生态文明建设等方面取得更大发展。

　　参考文献：

　　[1]赵勇.地理国情监测中地表覆盖数据典型质量问题分析[J].测绘与空间地理信息，2020，43(4):137-139，147.

　　[2]杜培军，王欣，蒙亚平，等.面向地理国情监测的变化检测与地表覆盖信息更新方法[J].地球信息科学学报，2020，22(4):857-866.

　　[3]刘琦.地理国情要素数据快速更新中资料分析利用及其常见质量检查方法的探讨[J].经纬天地，2019(6):89-94.

　　作者：梁益川

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