多个大型 3DGS 模型融合工作流

概述

在大范围场景的三维重建中，常需要将多个大型 3DGS 模型合并为一个完整场景。XGRIDS 提供两条技术路径：一是在数据重建前进行融合规范采集，获得高精度、无缝对齐的成果；二是在 LCC Model Editor 中对已重建的成品模型进行导入、对齐并合并导出。本文分别说明两种方案的适用场景、操作流程与技术限制，供根据实际需求选择。

方案选择建议

两种方案的本质区别在于：方案 A 在重建中完成算法配准，融合精度高；方案 B 在重建完成后进行手动对齐与合并，操作快捷但精度依赖人工。

方案 A：数据重建前按融合规范采集

推荐用于高精度场景。在重建阶段之前，通过地图融合或空地融合将多组采集数据输入软件，再统一重建为单一 3DGS 模型。

操作流程

1. 数据条件确认

• 相邻两组数据的采集路径需存在重叠区，重叠路径长度不少于 15 米，建议保持在 15~30 米。
• 重叠区应选择在特征丰富的区域，避免空旷地带、长走廊、光滑隧道等退化场景，否则可能导致融合失败。
• 采用 RTK 方式时，需确保各工程的 RTK 数据均有效且处于同一坐标系。
• 采用控制点方式时，相邻地图的重叠区至少需设置一个同名控制点，且参与融合的各工程中控制点名称不得重复。

2. 选择融合模式

• 地图融合：将多组点云或工程合并为一张地图，适用于通用场景。
• 空地融合：将无人机空中数据与地面手持数据一体化重建，要求空中数据覆盖手持扫描区域，均匀布置起降点并拍摄起降，注意降点轨迹高于航线。
• 大地图融合：适用于大范围分段采集后的合并。

3. 软件操作

• LCC Studio 版本：进入「马上生成」，选择地图融合或空地融合，地面数据支持最多 10 组数据（总计 200 min）。
• LCC Studio Linux v1.6.0 及以上版本：在 WebUI「创建任务」中选择地图融合或空地融合，地面数据支持最多 20 组数据（总计 500 min）。
• 空地融合的地面数据要求同上。空中数据所选文件夹需包含航线与起降拍摄在内的全部无人机照片，LCC Studio 版本总计限 10000 张以内，Linux 版本总计限 15000 张以内。
• 按需设置重建参数，如最大高斯点数、重建效率等。

4. 统一重建

融合校验通过后，作为一个整体工程进行重建，重建成功即可输出单一 3DGS 模型。

操作示例

LCC Studio 地图融合

以下示例的数据场景带 RTK 采集，坐标系设置为 WGS84。

LCC Studio 地图融合操作

LCC Studio 空地融合

以下示例的数据场景为灵视 P1 采集 2 组数据、4 个起降点与起降拍摄照片，空中数据均带 RTK，坐标系为 WGS84。

LCC Studio 空地融合操作

LCC Studio Linux 版本 WebUI

操作方式与 LCC Studio 版本类似，以下为英文界面演示，界面语言可自行切换。

Linux 版本 WebUI 创建融合任务

技术限制

• 该方案要求具备原始采集数据，不适用于仅有成品模型的情况。
• 数据不符合融合规范（重叠不足、退化场景、起降点或轨迹不合规、RTK 无效、控制点重名等）将导致融合失败或点云无法叠加。
• LCC Studio 与 Linux 版本均有地面 SLAM 数据合计总时长、无人机照片总张数的限制，超出极可能导致融合失败。
• 仅支持相同型号设备采集的数据，灵光 L 系列不同线束和测距的雷达不支持互相融合。
• 大数据量重建耗时较长，对计算机内存、显卡性能与显存、磁盘空间要求较高，需使用高配置计算机或 Linux 服务器。

方案 B：Model Editor 导入与合并导出

将两个 3DGS 成品模型导入 LCC Model Editor，通过手动对齐后合并导出为单一文件。

操作流程

1. 进入 Model Editor

在 LCC Scene Editor 中点击「模型编辑」进入，或独立启动 LCC Model Editor。

2. 导入模型

• 依次通过「文件 → 导入」加入模型 A 与模型 B。
• 支持导入格式：LCC、LCC2、PLY、SOG、SPZ。其中 LCC 会自动升级为 LCC2，PLY 在导入时转换为 LCC2。
• 导入文件名不可重复。

3. 对齐模型

• 使用左侧工具栏的移动、旋转、缩放工具将模型 B 调整至与模型 A 的拼接位置。
• 如需精确摆位，可在右侧属性面板输入平移量（X/Y/Z，步进 1）、旋转角度（X/Y/Z，0°~360°）与缩放比例（步进 0.01）。
• 可使用距离测量与坐标测量工具核对接缝处的对齐情况。

4. 精修（可选）

• 通过选择器与裁剪工具移除重叠冗余区域。
• 使用调色功能统一两块模型的色差，支持亮度、对比度、饱和度、高光、阴影、色温、色调、不透明度调整，并支持整体调色与局部调色叠加。

5. 合并导出

• 通过「文件 → 导出」选择 LCC2(SOG)、LCC2(SPZ) 或 PLY 格式。
• 导出规则：未选中任何模型时导出全部并合并；多选时合并导出；选中单个时仅导出该模型。
• 导出结果为单一 3DGS 文件。

以下三项操作用途不同，需注意区分：

• 导出：将合并后的模型导出为成品文件。
• 返回 LCC Scene Editor 导出工程：将完整工程打包，供其他用户继续编辑，工程内含多个独立模型。
• 在 LCC Scene Editor 发布合并后的场景：生成 Web Viewer 在线链接，用于在线分享与查看。

操作示例

以下为两个模型合并时的操作示意，实际操作还需执行裁剪、调色、克隆、缩放等步骤。建议过程中及时保存与导出。

Model Editor 导入、对齐与合并导出

技术限制

• 模型对齐为手动操作，不包含基于重叠区或控制点的自动配准。对齐效果取决于两个模型是否处于同一坐标系（均带 RTK 或同名控制点时效果更佳），否则接缝处可能出现错位、重影或断层。
• 该方案不进行几何与密度层面的真正融合，本质为两块高斯点集在同一文件中的叠加，重叠区不会智能取舍，可能出现密度叠加或边界突变。
• 融合精度不作保证，适用于展示与浏览，不适用于对接缝精度或量测有严格要求的交付场景。原模型的绝对坐标不会保留，合并后的模型均无绝对坐标。
• 两个大型模型同时载入及合并导出对显存与内存占用较高，当数据量或裁剪内容超出硬件能力时会提示保存，建议使用高配置计算设备。

总结

• 追求无缝、高精度且可量测的融合成果，应选择方案 A，前提是具备符合规范的原始采集数据。
• 追求快速拼接、直接基于成品输出单一文件，可选择方案 B，并需接受手动对齐带来的接缝误差。
• 若原始数据已不可用但仍要求较高精度，建议优先设法恢复原始数据以采用方案 A；如确无法实现，则采用方案 B 并知悉其精度限制。

附：方案对比速查