三维数字城市海量数据建模与模型优化技术应用

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1、三维数字城市海量数据建模与模型优化技术应用三维数字城市海量数据建模与模型优化技术应用罗海燕刘新定曾庆（湖南省第一测绘院，湖南衡阳421001）【摘要】现代地理信息系统技术和虚拟现实技术的发展已经为构建整个城市的三维数字景观模型奠定了技术基础，通过虚拟现实技术建立的城市真三维地图，为城乡规划建设与城市综合管理提供可持续发展的数字化数据基础，广泛应用到规划设计、土地分析管理、市政管网管理、抢险救灾应急指挥、文物仿真保护、交通导航、医疗卫生、旅游宣传等各个领域。本文首先介绍数字城市三维模型建模的基本原理，然后讨论和研究城市各种地形

2、地物等海量模型要素数据的快速建模技术及模型优化技术。【关键词】三维激光雷达扫描、三维建模、地理信息系统、模型优化技术、场景的动态显示1.引言随着三维数字仿真技术的快速发展，三维数字城市建设与应用不断加快，已从单个楼盘的三维演示发展到整个城市级别的海量数据展示，已从简单的三维场景浏览发展到地理信息系统的各个行业应用，可以为城市规划、国土管理、市政交通、房产、旅游等部门提供直观、精确、丰富的三维数据服务，实现了对城市从二维平面管理向三维数——————————————————————————————————————————————

3、———————字立体管理模式的转变。在此背景下，三维场景对象越来越复杂，庞大的工作量和海量的三维数据量也严重影像到了三维数字城市建设的推进速度和三维平台最终运行效率，在保证数据质量的前提下在最短的制作时间内怎样将海量三维模型数据以最小的数据量、和最优的运行效率在各个专题应用系统中平稳流畅运行则成为了当前最为至关重要的问题。为了满足城市级别模型数据三维可视化交互和实时性要求，必须研究三维模型快速建模技术、三维模型数据优化技术，运用于当前大规模开展的三维城市模型建模项目中，又好、又快的完成项目预期目标。多年来我国的城市规划与建设

4、设计部门已开始引入辅助规划与设计的软件与技术，例如城市测绘的全数字化和南方CASS成图系统、MAPGIS等设计软件，这些软件大大提高了城市规划方案设计效率和水平，但是这些技术或者说采用的基础数据都是基于二维的，城市规划部门也一般采用二维数据进行规划设计，在城市化进程迅猛发展的今天，显然是不能与之相适应的，只有通过虚拟现实技术（简称VR），把城市的三维数字景观模型加以建立，进行三维城市规划和建筑设计才能较好的处理整体与局部的协调关系，才有更加直观的空间感觉，更加逼真的光照、日照模拟等，这样我们的规划设计才更具人性化，近年来国内

5、一些高校、科研机构和公司也纷纷开展了对数字城市的理论研究和系统的开发工作，并取得了一定的进展。如清华大学规划院数字城市研究所开发的CITYMAKER数字城市可视化平台，北京大学城市模拟与政策分—————————————————————————————————————————————————————析实验室的SKYSYMBOL网络三维城市平台等目前深圳、广州、武汉、宁波、南京、重庆、杭州等城市已经开始进行数字城市示范应用研究。随着计算机软硬件技术的飞速发展，数字化程度越来越高，数字城市的理论研究和数字城市的实现方法也不断的在更

6、新提高。我们对它的深入探讨研究有利于提高政府决策的科学性、规范化水平，使城市规划具有更高的效率，更高的分析能力和准确性，更具前瞻性科学性和准确性，具有十分重要的理论意义和现实意义。最近几年，我国城市化进程迅猛发展，许多城市的规划和建设出现了许多不尽人意的地方，如管线铺设的无序性，新建小区与周边环境的不协调性、新建建筑向纵向空间发展形成三维空间，传统的二维地籍权属单位。所以我们迫切需要进一步提高城市规划和设计效率的水平，而要提高效率和水平，就必须使用计算机辅助技术。多年来我国的城市规划与建设设计部门已开始引入辅助规划与设计的软

7、件与技术，例如城市测绘的全数字化和南方CASS成图系统、MAPGIS的应用等，这些技术大大提高了城市规划方案设计效率和水平，但是这些技术或者说采用的基础数据都是基于二维的，城市规划部门也一般采用二维数据进行规划设计，在城市化进程迅猛发展的今天，显然是不能与之相适应的，只有通过虚拟现实技术（简称VR—————————————————————————————————————————————————————），把城市的三维数字景观模型加以建立，进行三维城市规划和建筑设计才能较好的处理整体与局部的协调关系，才有更加直观的空间感觉，更

8、加逼真的光照、日照模拟等，这样我们的规划设计才更具人性化，近年来国内一些高校、科研机构和公司也纷纷开展了对数字城市的理论研究和系统的开发工作，并取得了一定的进展。如清华大学规划院数字城市研究所开发的CITYMAKER数字城市可视化平台，北京大学城市模拟与政策分析实验室的SKYSYMBOL网