一、背景

2005年谷歌地球横空出世，将地球以三维可视化方式展现在每一个电脑屏幕前的用户，掀起了数字地球热潮，而随着三维倾斜摄影模型数据的加入，将谷歌地球对全球的三维可视化效果表达，提升到了更高的层次。作为全球三维倾斜摄影覆盖面积最广的三维数字地球平台，谷歌地球为大家提供了全球各地的城市、森林、火山等各种地理要素的三维可视化表达，同时结合当今VR、AR平台创建游戏等真实场景，数据可视化更加立体和真实。Cesium作为开源的三维数字地球平台，将重点放在地理信息数据的接入与可视化，用户只需要关注上层业务开发，同时扩展“端”的表现形式，将Cesium与JavaScript前端、以及Unity、Unreal等游戏引擎结合，形成了当今开发者使用最广泛的开源三维数字地球平台。Cesium与谷歌地球的结合,源于2023年5月，谷歌官方将google倾斜摄影模型数据转换成Cesium能够接入的3DTiles格式，并在Google Map Platforms平台发布，用户可以通过GEE平台，生成数据调用API。2023年10月，两者的结合更进一步，谷歌倾斜摄影3DTiles数据集成到Cesium ion中，开发者只需要通过Cesium ion便可以访问谷歌全部共计49个国家2500多个城市的数据，大大方便了开发者对数据的使用。 但是对国内开发者来说，由于网络问题，开发者想访问这份数据是比较困难的，加上国内使用Cesium的场景大部分都是离线环境下，这份数据离国内开发者还比较遥远，国内开发者为了获取这份数据，付出了不少努力。

二、技术路线

谷歌倾斜摄影模型数据使用二进制进行编码，想要逆向转换，难度极大，但是国人的智慧是无穷的，主要技术路线如下： 1.既然无法逆向转换，那直接使用谷歌官方的程序解析文件，用帧缓存渲染工具保存成模型文件，再通过模型工具进行模型合并，这样就能获取一份面积很大的数据，再通过obj转3dtiles工具进行3DTiles数据生成。这种技术原理在CSDN上有开发者已经实现，大家可以搜索相关文章查看，具体原理大致如下：使用专门下载工具下载文件，并且结合图形开发调试神器RenderDoc以及Blender模型建模软件，直接将当前相机视景中的瓦片文件合并导出成一个obj或者fbx文件，再通过Blender进行模型合并成一个大的模型文件，最后使用obj生成3DTiles瓦片数据。这种技术路线直接，但是很繁琐，因为要获取高分辨率数据，需要不停移动场景，再通过工具生成模型，获取一屏数据还好，如果是获取整个大范围，每一屏都需要人工干预，非常耗费人工，而且要按照谷歌建立22层级LOD，很困难。这不禁让人想起之前获取谷歌影像数据的方法，当时也是按照IP限流，下载到指定数量后，IP就被谷歌官方封禁了，有人想出了奇招，获取当前窗口像素宽高和地理范围大小，再通过自动平移地图，对当前窗口进行截屏，这样就获取了当前窗口屏幕地理范围大小范围的影像，再进行瓦片切分，生成影像瓦片数据。 2.既然谷歌已经生成3DTiles数据，那直接把这份数据爬下来不就行了，很可惜，这份数据是按访问次数收费的，想全部爬下来，花的钱也不少，但是Cesium ion已经集成了这份数据，可以通过这个平台进行爬取，这种方式好处很直接能够下载直接用，坏处是谷歌地球倾斜模型数据一年至少更新6、7次，数据更新时，无法及时获得最新的3DTiles数据。 3.有没有可能不借助RenderDoc，Blender等人工工具干预，直接解析谷歌最新原始瓦片数据，生成3DTiles数据呢，谷歌数据虽然是二进制数据，但是解析后也是Mesh格式，很多格式都通用的，那就逐瓦片解析，直接生成3DTiles的b3dm数据，我通过长时间不懈努力，证明这路线是可行的，能够完全生成谷歌1~最高级瓦片数据，与谷歌官方生产的3DTiles数据相比，显示性能和显示效率更好。

二、数据介绍

基于第三种技术路线，开发了谷歌倾斜模型3DTiles转换工具，并使用香港倾斜模型数据进行了验证，生成了香港地区倾斜模型3DTiles数据，香港3DTiles数据覆盖范围如下： 覆盖面积大约565平方公里，生成的3DTiles数据有546GB大小，共有26500578个文件，包括json配置文件以及b3dm数据文件类型 文件压缩后大小也有236GB

三、数据可视化效果

将数据放在本地，使用Nginx发布，前端使用的是Cesium官方版本，底图是Arcgis卫星影像底图数据，除了加载香港3DTiles数据外，未加载其他数据。从视频中可以看到，3DTiles数据加载访问仍然很流畅，场景漫游缩放也相当丝滑，没有卡顿与迟滞，渲染帧率也相当高。由于无法播放视频，下面放几张效果截图 Cesium加载代码如下：

let tileset = await Cesium.Cesium3DTileset.fromUrl(
    "http://localhost:8802/tileset.json");
  viewer.scene.primitives.add(tileset);
  viewer.scene.globe.depthTestAgainstTerrain = false;

注意：使用3dtiles数据，需要关闭depthTestAgainstTerrain，否则会有地形高程遮挡显示问题。

四、结语

谷歌倾斜模型转换工具生成的3DTiles数据，不仅生产效率高，而且在海量数据甚至全球数据加载显示方面优势明显，数据显示效率和显示性能优于官方3DTiles数据，更实现了对谷歌倾斜摄影数据的逆向解析以及转换成3DTiles格式数据，相比较使用RenderDoc、Blender等工具，耗费人工工时大大减少，在建立数据LOD及显示效率上大大增强，使将谷歌最新的全球倾斜模型数据转换生成3DTiles数据，成为可能！目前生产的香港3DTiles数据基本上覆盖了香港的绝大部分区域，是一份使用价值相当高的数据，在加载到Cesium上数据质量和显示效率俱佳。这份数据目前免费向读者提供，有需要的开发者可以在评论区留言或者私信联系，未来我将持续提供优质数据，为开发者和用户提供更好的开发基础数据和用户体验！