基于空间信息技术的城市三维快速建模方法研究

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1、基于空间信息技术的城市三维快速建模方法研究谭仁春彭清山邓凌雯（武汉市勘测设计研究院湖北武汉430022）摘要：本文提出一种城市三维快速建模方法，以3DGIS技术所追求的精确数据为出发点，向虚拟现实所追求的逼真效果靠拢。该方法的主要思路和技术特点是充分尊重和利用现有城市测绘信息资源，通过研究各种模型要素的特点、开发各种人机交互辅助工具和制定相应的技术流程来实现即精确又逼真的城市三维快速建模技术方法。该方法既提高了城市三维人工建模的效率又保证了城市三维模型的逼真效果，在武汉市城市三维建模工作中得到有效应用，实践证明该方法方便、稳定、高效，在城市三维建模行业

2、中具有推广价值。关键词：城市三维建模、3DGIS、虚拟现实ResearchofFast3DUrbanModelingMethodbasedonSpatialInformationTechnologyTanRen-chun，PenQing-shan，Denlingwen-ling(WuhanGeotechnicalEngineeringandSurveyingInstitute,Wuhan430022,China)Abstract:thispaperputforwardafasturban3Dmodelingmethod,whichstartsfroma

3、ccuratedatapursuedby3DGIStechnologyandtowardrealityinpressionpursuedbyvisualreality.Themainthinkandtechniccharacteristicofthismethodisthatrespectingandutilizingurbansurveyinginformationresource,investigatingcharacteristicofmodel,empolderingassistanttoolsandestablishingworkflow，i

4、nordertogetaccurateandvividurban3Dmodel.Thismethodenhanceefficiencyandensurerealisticeffectofurban3Dmodeling.SincethemethodwasappliedinWuhanurban3Dmodeling,ithasbeenprovedthatthemethodisconvenient、steady、efficientandshouldtobegeneralizedinurban3Dmodeling.Keywords:urban3Dmodeling

5、;3DGIS;visualreality1、引言经过近十年的研究和发展，城市三维模型的建设和应用越来越普遍。就城市三维模型建设方法而言，不同专业领域和知识背景形成了多种多样、各具特色的技术方法和路线。这些不同的技术方法大致又可以归纳为两种：一种技术方法是基于空间信息技术的城市三维建模方法，这种方法的总体思路是基于测绘行业形成的数字地形图数据（DLG）、遥感影像数据（DOM）、数字高程模型数据（DEM）、激光扫描数据（LIDAR）等资源，利用DOM和DEM数据建立真实高程起伏的地表模型和地表影像，利用DLG或LIDAR数据建立房屋模型，最终形成反映区域空

6、间形态的三维城市模型。另一种技术方法是基于虚拟现实技术的城市三维建模方法，这种方法的总体思路是以景观设计的视觉感受为出发点，有条件地利用部分测绘资源，将地表以上的地物分别作为建模对象，建立独立的道路系统、地块景观系统和房屋系统模型，并根据贴图需要将地物对象模型进一步划分成更小单元，制作完成的模型还进行烘焙处理，最终形成逼真视觉感受的三维城市模型。a基于空间信息技术的城市三维建模方法b基于虚拟现实技术的城市三维建模方法经分析认为，第一种方法的优点是：1、能有效利用城市测绘的DEM和DOM数据，能够精确反映地形起伏特征；2、能有效利用城市测绘的房屋数据，能

7、够快速建立房屋三维模型。而缺点是：1、所生成的地表模型只能反映地形起伏的大概特征，不仅无法表达局部地形起伏的细节，还会导致平坦地区的几何数据冗余；2、所生成的房屋三维模型几何数据过于简单，无法表达房屋的特征结构；3、房屋三维模型的纹理数据组织简单，不能分解和重复使用，导致纹理数据的无限制增加，不利于三维可视化引擎的数据调度和实时展示；4、所生成的城市三维场景不够逼真，用户视觉感受不佳。第二种方法的优点是：1、所制作的房屋三维模型能够较好的体现房屋建筑结构特征和细节、纹理贴图逼真；2、所制作的地形景观包含了道路、人行铺装、绿地、花坛等模型，能逼真再现城市

8、景观；3、利用三维渲染技术对场景进行烘焙，使场景在环境光和阴影方面进一步提高逼真度。而缺点是：