三维建模及其应用

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1、科技信息三维建模及其应用中南大学地信院地理信息系刘兴权孔繁翀[摘要]伴随着社会经济的发展和科技水平的提高，人们已经不能满足于传统的平面二维数据展现形式。一种更直观、多维度的数据展现方式出现了，这就是三维模型技术。本文首先展示了常见的三维建模方法，并对各种建模方法的特点进行了对比分析，然后介绍几种典型的三维模型应用场景，并根据不同应用场景的实际特点，选择相应的建模方法进行分析。[关键词]三维建模方法应用1.引言技术成熟，测量技术新，数据源技术成熟，建模中现场工作量小、随着三维技术的不断发展和计算机硬件与软件水平的提高，三维技术成熟，建人工干预

2、少，丰富，快速完整技不需要人工的干快速、高效和不立精细的三效率高，但是地获取建模对象建模技术越来越被人们所倚重。相比于传统的二维模型，三维模型可术预，满足快速生成易受温度变化、维模型规则编写复杂的三维信息，得三维模型的需求振动等外界因素以方便地产生任意方向的平面投影和透视投影视图，通过剖切形体自到的模型精度高的干扰动获得剖视、断面图；可从任意方向和角度观察物体的各个局部；某些经目前Esri专业近景测量软济CityEngine集设备昂贵，件价格昂贵，相三维实体模型具有质量、重心等物理特性，可用专门软件进行受力、运成本高效成该功能，软前景广阔对

3、三维激光技术动、热效应等分析。基于三维模型的上述特点，三维建模技术在诸多领益件价格昂贵价格低廉实最初规则编写域都得到了广泛的应用。新技术，算法复技术相对成熟，可人工数字化测现周期长，消耗复杂。一旦规杂。对使用环境轻松从摄影测量图，工作量大，精2.三维建模方法难大量人力则编写成功，要求高转变为三维建模度低易后期难度降低根据技术手段和表现形式，建模方法分为三大类：模拟建模、半模精确建模，例如[1]拟建模和测量建模。模拟建模：不使用统一的坐标系，依照实体直接应城市规划、数文物保护、大型古文物三维重应用领域广抗灾救灾、土地利用字城市、建筑建筑物变形

4、监建、建筑工程、航建模；半模拟建模：实体的三维坐标有一维或二维是任意或用数学推导泛，基本涵盖用、数字城市建设领设计、安全应测、数字城市及空航天技术、汽所有领域等领域的方法获得，没有按现状的位置或大小去量测；测量建模：用测量的方域急等领域三维城市景观建车制造、医学等模等方面法获得建筑物的长宽高和位置，然后在计算机中构建模型，用专门的软外业人员工件做应用开发。在上述三大类建模方法中，测量建模的方法又可以细作量大，拍摄点云数据量庞存纹理照片时分为五大类：手工建模、基于规则的建模、三维激光扫描建模、倾斜摄影大，管理海量数在间长，观察习模型精细程度地

5、物遮挡对倾斜据，数据盲区修精度不高测量建模和数字近景摄影测量建模。问惯、角度等人欠佳影像产生影响补，处理数据时题为因素影响手工建模：手工建模属于传统的建模方式，即利用三维建模工具，保证精度建模效率。结合人工生成三维模型。周期长基于规则的建模：基于规则的建模方式，能充分利用现有GIS数3.三维数据应用据，将大场景的二维数据快速地构建成三维模型，减少了人工干预，缩随着三维建模技术的不断发展，三维数据在建筑、医疗、商业、科技短了建模周期，而且对建模效果能快速有效的调整。后期主要研究方等方面都得到了广泛的应用。向是规则的优化和扩展，以便对建模进行规

6、则复用，提高工作效率[5]。(1)建筑领域其中规则包括模型的纹理特征、属性特征和生成方式。规则可以重复随着三维建模技术的成熟发展，在建筑设计应用中的建筑物、景观使用，在大范围、规律性强的批量建模中优势明显。基于规则的建模技设计等领域，针对高度、视角、位置、路线等设计对象都能随时随机改变术路线为数据准备、编写规则、依据规则构建三维模型。和操作，实时和交互操作，让人切实感受更真实、详尽的三维体验效三维激光扫描建模：三维激光扫描或激光雷达可以连续快速地对果。建筑三维模型与其他建筑设计表现技法相比，具有特殊的优越被观测物体进行非接触式测量以获取物体

7、表面至扫描仪的距离和反射性。首先是真实性，由于建筑模型是实实在在的立体形态，所以能客观强度。激光扫描获得的是大量物体表面的三维信息，亦称点云数据[8]。地、形象地表达设计者的设计思想，把设计方案的完整造型、结构、色三维激光扫描建模的技术路线分为数据采集、数据处理和三维建模三彩、材质和装饰等各方面真实地展现出来。其次是说明性，模型比其他大部分。数据采集利用三维激光扫描设备获取建模对象的三维信息数任何表达方式，例如口头讲解、文字说明以及平面图形、图表更能将设据，然后对获取的点云数据进行处理，包括配准、降噪等，最后对处理后计者的意图表达出来。的点

8、云数据进行信息提取从而创建三维模型，后期再进行纹理映射、渲根据对建筑三维模型使用过程中是否进行复杂的属性信息运算操染等操作(主要用于小面积的三维数据获取工作)。作，可以将建筑设计