John-Hiroshi / UC22-008-Building-matching-WebAPI

2D 地図データおよび 3D 点群データを 3D都市モデルの建物データと突合し、建物 ID との関連付けを行うWebAPI 機能を提供するサービスアプリケーションです。

FY2022 Project PLATEAU UC22-008「3D都市モデルを基礎としたIDマッチング基盤」の成果物（Building matching WebAPI）

1. 概要

本ソフトウェアは、2D 地図データおよび 3D 点群データを 3D都市モデルの建物データと突合し、建物 ID との関連付けを行うWebAPI 機能を提供するサービスアプリケーションです。

以下の機能を提供します。

• 2D 建物マッチング機能: 2D 建物ポリゴンを 3D都市モデルの建物データにマッチングします。
• 3D 点群マッチング機能: 3D 点群データを 3D都市モデルの建物データにマッチングします。
• 3D テクスチャマッピング機能: 3D 点群データを 3D都市モデルの建物データのテクスチャとして マッピングします。

2．「3D都市モデルを基礎としたIDマッチング基盤」について

ユースケースの概要

近年、地理空間情報の活用が活発になる一方、建物や土地に関する様々な情報が別個に存在し、統合が進んでいないため、総合的、複合的なデータ分析の課題となっています。 今回の実証実験では、3D都市モデルの幾何形状を基礎データとして多様な地理空間情報をマッチング処理し、建物IDを介したデータ結合を行う基盤を構築することで、様々な地理空間情報の統合を促進します。

開発システムの概要

2D 建物マッチング機能

• 機能概要

  GeoJSON ポリゴンで表現された 2D 建物データを問い合わせとして送信すると、 対応する 3D都市モデルの建物データを GeoJSON 形式で返します。

  次の画像は WebAPI デモアプリケーションでの実行例です。

  

  検索したい建物群（リクエスト）がオレンジ色、それに一致すると判断された 3D都市モデルの建物データ群（レスポンス）が緑色で表示しています。 レスポンスの個々の建物には、リクエストの建物が持つ属性情報が渡されます。

• API 詳細

  WebAPI「2D 建物マッチング機能」 を参照してください。

3D 点群マッチング機能

• 機能概要

  LAS フォーマット の 3D 点群データファイルを問い合わせデータとして送信すると、その点群に 対応する 3D都市モデルの建物データのリストと、点群がそれぞれの建物表面を カバーする面積を 2D GeoJSON 形式で返します。

  次の画像は WebAPI デモアプリケーションでの実行例です。

  

  1枚目画像の点群データをリクエストとして送ると、この点群に含まれていると 判断された 3D都市モデルの建物データ群が2枚目画像に示したポリゴンとして返されます。 レスポンスの個々の建物には、建物表面付近に点群データが存在する面積と 建物のモデルから計算した表面積が属性情報として渡されます。

  図で緑色に表示されている建物は表面の40%以上に点群データが存在しているもの、 オレンジ色は 20% 以上、赤色は 20% 未満を表しています。

• API 詳細

  WebAPI「3D 点群マッチング機能」 を参照してください。

3D テクスチャマッピング機能

• 機能概要

  3D 点群データと 3D都市モデルの建物データの ID を問い合わせデータとして送信すると、 その建物に点群データから生成したテクスチャをマッピングした 3D都市モデルデータを Wavefront OBJ 形式 のファイルとして返します。

  次の画像は WebAPI デモアプリケーションでの実行例です。

  

  1枚目画像の点群データと 3D都市モデルの建物データの ID をリクエストとして送ると、 この点群データから建物表面付近の点を選択して、それぞれの壁面の テクスチャ画像を作成します。

  実際に返されるのは Zip 形式のファイルで、中には 3D都市モデルの建物データのモデルから作成した OBJ ファイル、面と画像の関係を管理する MTL ファイル、 および面ごとのテクスチャ画像ファイル（PNG）が含まれます。

• API 詳細

  WebAPI「3D テクスチャマッピング機能」 を参照してください。

3．利用手順

インストール方法・使い方はこちら

ライセンス

• ソースコードおよび関連ドキュメントの著作権は国土交通省に帰属します。
• 本ドキュメントはProject PLATEAUのサイトポリシー（CCBY4.0および政府標準利用規約2.0）に従い提供されています。

注意事項

• 本レポジトリは参考資料として提供しているものです。動作保証は行っておりません。
• 予告なく変更・削除する可能性があります。
• 本レポジトリの利用により生じた損失及び損害等について、国土交通省はいかなる責任も負わないものとします。

参考資料

• 3D都市モデルを基礎としたIDマッチング基盤技術検証レポート: https://www.mlit.go.jp/plateau/libraries/technical-reports/
• PLATEAU Webサイト Use caseページ「3D都市モデルを基礎としたIDマッチング基盤」: https://www.mlit.go.jp/plateau/use-case/uc22-008/

主なライブラリ

• GDAL : https://pypi.org/project/GeoAlchemy2/
• GeoAlchemy2 : https://pypi.org/project/GeoAlchemy2/
• GeoPandas : https://geopandas.org/en/stable/
• laspy : https://laspy.readthedocs.io/en/latest/index.html
• Leaflet : https://leafletjs.com/
• NumPy : https://numpy.org/
• Open3D : http://www.open3d.org/
• Pillow : https://pillow.readthedocs.io/en/stable/
• PostGIS : https://postgis.net/
• PostgreSQL : https://www.postgresql.org/
• SciPy : https://scipy.org/
• Shapely : https://pypi.org/project/shapely/