资源描述：
《基于skyline城三维建模研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、基于skyline的城市三维建模研究自从戈尔提出“数字地球”的概念后,用数字形式表示地理空间成为热点,数字省市、数字城镇已经成为世界各国发达省市和地区21世纪的发展战略,成为争先抢占科技、产业和经济的制高点之一。在构建数字城市的过程中,城市三维景观建模是一个重要的组成部分,是摄影测量与遥感、地理信息系统及计算机科学等学科的研究内容之一。城市三维景观的建立,将以全新的方式表达和处理地理空间信息，在城市规划、房地产开发、交通管理、旅游等领域起着重要的作用。随着信息化时代的迅速发展,人们对城市中各种三维信息的表达与处理日益迫切,不仅需要表达单个建筑物
2、或建筑物群体,还需要建立整个城市景观模型,并希望利用这些模型进行有关城市的规划设计、应急指挥等工作。然而,由于快速构建大规模三维模型较困难,城市三维建模受到数据资源不足的困扰。一方面,规则、简单的建筑物难以真实表达现实的三维世界;另一方面,精细建模不但费时费力,数据量也给系统后期的可视化和空间分析带来很多难题。在数字区域研制中,城市虚拟建模往往面临着“数据量大,任务繁重,硬件要求高,开发周期长”的难题,从而大大限制了该领域的发展。为此,笔者通过对比研究和实验,综合已有的方法，针对城市景观模型的特点，探索出一个相对经济快捷的解决方案，并以skyl
3、ine系列软件为平台，以河南许昌市为试验区，完成城市三维景观的构建，为城市三维景观的建设提供了一个思路，相信对于推动我国城市三维建模将会有所帮助。1三维建模研究现状目前人们对城市三维景观建模作了很多研究，三维建模从技术本质上将，大致有如下三种实现技术：一是直接使用三维模型制作软件,如SketchUp、3DMAX等软件进行建模;二是直接利用传统GIS的二维线划数据及其相应的高度属性进行三维建模,各建筑物表面还可以加上相应的纹理;三是利用数字摄影测量技术进行三维建模。第一种方法能逼真地表示城市的精细结构和材质特征,但所建模型不能表示真实的地理位置,
4、且制作需耗大量的人力和物力。第二种方法利局限于较规则建筑物的三维建模，对城市的精细节点表达力度不够，视觉效果不是很好。第三种方法目前来说成本还相对较高。在进行城市三维建模的实际操作中，面对名目繁多的地物类型和大量的地表建筑,单纯使用以上的某一种技术方法很难做到快速而有效，所以往往是将不同的技术方法综合使用，即多源数据多种方法综合的三维建模。例如，早期人们将航空影像与DEM叠加,用以构建城市的地形或建筑群景观模型。尽管这种方法方便、快捷,但所构建的建筑群缺少侧面纹理及几何信息。在此基础上,有学者提出基于2DGIS与DEM结合构建三维城市模型的方法
5、,但该方法仅能在城市自然景观上建立较为规则的建筑物模型,难以构建城市中诸如河流、道路、绿化、市政设施等较为复杂的实体。目前许多学者借助成熟的三维建模成果,基于对象的平面底图数据、航空影像或地面摄影影像对其进行三维重建，这种建模方法虽然可以建立精细、逼真的三维模型,但整个建模流程需要手工操作,自动化程度低。而且这种方法建立的模型数据量非常大,不利于3DUGIS的可视化和空间分析，而基于几何要素的三维建模方法(CSG方法)和基于程序的建模方法由于受几何要素的规则性限制,难以描述较为复杂和真实的三维建筑,多用于对现实真实性要求不强的三维游戏、军事仿真
6、等领域。从整体上讲,上述三维模型的构建方法因可视化效果差或自动化程度低,已成为制约地理信息发展和数字城市建设的瓶颈。2数据准备和技术路线2.1实验区概况实验所选样区为河南省许昌市老城区。片区面积为1.8平方公里，单体建筑上千栋，区内古老与现代建筑并存，且有大面积的水体和绿地，充分体现出一般城市应具有的复杂性与多样性，具有很强的代表性。2.2数据源1)许昌市老城区及其周边地区1∶500地形图(DWG格式)，地形图坐标系统采用1954年北京坐标系，地形图内容包括道路、水体、等高线、建筑物和标注信息，地形图的信息采集时间为1998年。2)许昌市老城区
7、及其周边地区QucikBird高分辨率卫星影像，影像成像时间为2005年,采用的坐标系统为UTM投影坐标系。3)许昌市老城区部分建筑物及其他物体的近景数码照片,数码照片拍摄时间为2007年。2.3软件配置核心应用软件为Skyline系列软件，用于三维展示和应用开发，开发环境为VisualStudio2005。辅助软件有四套，名称及主要用途为：ArcGIS用于矢量数据的处理和转换；AutoCAD用于建筑物轮廓提取及数据源处理；PhotoShop用于纹理图像加工与处理;3DSMAX用于特殊建筑的三维建模。Skyline系列软件是非常优秀的三维地理信
8、息系统软件，它是由三个相互独立的子系统构成:TerraBuilder、TerraExplorerPro和TerraGate，通过这三个子系统可以把不同
