QGIS 图纸到 glTF 模型的数据链路

个人技术实验记录，全部产物自制。

三维场景最难的不是渲染，是几何从哪来。手绘一晚上也就十几栋，而一个场地几十上百栋。我的思路是把建模拆成"取数 → 清洗 → 参数化 → 导出"四段，中间全部脚本化，QGIS 只负责取数和检查。

一、取数：局部坐标系比经纬度好用

场景是几百米尺度，用经纬度算距离、铺网格会一直被投影变形烦。我把原点定在场地一角，全程用局部平面坐标（米），只在最后接影像时才换算一次经纬度。

元数据里保留三样东西，后面所有脚本都依赖它们：

字段	含义	用途
`origin`	局部坐标原点对应的经纬度	接影像、接地理引擎时做一次换算
`bbox_deg`	场地外包框（经纬度）	描边、相机定位、瓦片取图范围
`pixel_size_m`	影像像素地面分辨率	配准误差判断、贴图细节估算

具体带号投影（比如 CGCS2000 的 3 度带）在 QGIS 工程里定义，导出时已经是本地米。注意：精确坐标属于敏感地理信息，公开发布时一律降精度或直接删掉，所以这篇里只写字段含义、不贴真实数值。

二、清洗：轮廓必须是四边形

体块生成对轮廓的要求很朴素：四个角点、按绕向排好。真实图纸里常见的问题：

多边形顶点冗余（一条直线上插了十几个点）→ 用道格拉斯-普克抽稀
建筑被拆成多个碎块 → 按外接矩形合并
绕向不一致 → 统一成逆时针，法向计算才不会翻面

抽稀阈值我按 0.5 m 试的，再大就会把小体量建筑削成三角形。

三、参数化：三个字段决定一栋楼

每栋楼只保留最小信息集（下面是脱敏后的结构示例，坐标为场地内部局部米制，没有原点无法换算回实地）：

json

{
  "id": "B01",
  "area_m2": 2192.5,
  "height_m": 10.15,
  "floors": 1,
  "aspect": 1.56,
  "gable": false,
  "points": [[-158.3, 78.05], [-168.03, 103.77], [-93.45, 131.96], [-83.73, 106.24]]
}

aspect（长宽比）用来判断是不是狭长体，狭长的更适合单坡
gable 决定要不要起屋脊
height_m 由层数 × 层高推，单层大跨度直接按净高给

屋顶起坡高度是常量（我用了墙高 8.8 m、屋脊抬 1.6 m 这一组），先全局统一，之后要精细化再按栋覆盖。先跑通再好看，这条管线一开始就想做细节肯定写不完。

四、导出：Blender 无头 + glTF

Blender 用命令行无头模式跑，脚本里 bmesh 直接建顶点面，比调用建模 UI 操作稳得多，而且能进版本控制：

bash

blender --background --python scripts/build_model_boxes.py

关键约定：

轴向：Blender X=东、Y=-北、Z=上；导出 glTF 后 X=东、Z=北。跨引擎时这一条不写死必然翻车。
贴图在 Blender 内部用 numpy 生成后 pack() 进 glb，不引外部素材文件，产物单文件可分发。
材质按法向分配：顶面（normal.z > 0.9）给屋顶材质，其余给墙面材质。
UV 用盒式投影（按面法向选投影平面），世界坐标除以重复尺度，这样贴图密度和真实尺寸挂钩，不会每栋楼贴图大小不一。

def add_uv(obj, scale=6.0, up_scale=0.5):
    for poly in mesh.polygons:
        n = poly.normal
        if abs(n.z) > 0.7:      u, t = v.x / scale, v.y / (scale * up_scale)
        elif abs(n.x) > abs(n.y): u, t = v.y / scale, v.z / scale
        else:                    u, t = v.x / scale, v.z / scale

五、检查：中间产物一定要能画图看

每一步都输出 PNG 预览（轮廓叠加、体块正交视图、配准对比）。没有中间可视化时，几何错误要等到渲染完才暴露，排查成本翻几倍。这也是为什么效果图页里全是半成品图——那些才是真正有用的调试产物。

六、链路小结

矢量图纸 / 影像
   → QGIS 抽稀、取角点、局部坐标化
   → JSON（每栋一栋：轮廓 + 高度 + 坡向）
   → Blender 无头脚本（bmesh 建体块 + 程序化贴图 + 盒式 UV）
   → glTF（单文件，贴图内嵌）
   → 浏览器 Three.js 实时渲染

换场地时只需要重跑前两步，后面的脚本不动——这是我判断一条管线算不算"搭好了"的标准。

QGIS 图纸到 glTF 模型的数据链路 ​

一、取数：局部坐标系比经纬度好用 ​

二、清洗：轮廓必须是四边形 ​

三、参数化：三个字段决定一栋楼 ​

四、导出：Blender 无头 + glTF ​

五、检查：中间产物一定要能画图看 ​

六、链路小结 ​

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