数字城市中三维模型的建立技术及应用研究.pdf

《数字城市中三维模型的建立技术及应用研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·136·科技论坛数字城市中三维模型的建立技术及应用研究王春波（辽宁省交通高等专科学校，辽宁沈阳110122）摘要：从研究三维空间数据模型作为切入点，在介绍三维模型建立的一般方法的基础上，介绍了如何利用三维CAD建模软件构建三维模型并建立了实验区的数字城市三维模型。关键词：数字城市；三维建模；三维数据模型1概述数字城市是以计算机技术、多媒体技术以及大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、仿真虚拟等技术对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述。其本质就是海量城市空间数据与城市三维地理信息系统、时态城市地理信息系统的融合。数字城市

2、的成功应用离不开三维模型，因此，要建立具有真实感、不同精度的细节层次以及大范围的三维城市模型，具有很大的现实意义。从研究三维空间数据模型作为切入点，在介绍三维模型建立的一般方法的基础上，介绍了如何利用三维CAD建模软件构建三维模型并建立了实验区的数字城市三维模型。2三维空间数据模型研究三维模型的构建是目前数字城市、3DGIS等相关领域研究的热点图1三维空间数据模型分类问题，许多专家学者对此进行了大量的研究与探索。过去十几年中，国内外的学者围绕着三维模型的构建提出了二十多种空间数据模型。从总体上看，三维空间数据模型可分为几何数据模型和拓扑数据模型。三维几何数据模型是三维CAD、

3、三维地理信息系统都需要解决的问题，而拓扑关系模型则是地理信息系统的基本特色，是减少空间数据冗余和进行高效空间分析的基础。目前国内外主流的三维空间数据模型，主要可以分为两大类：基于表面表示的数据模型以及基于体表示的数据模型。如图1所示。图2三维模型构建流程图3三维模型的构建方法数字城市中三维模型的数据源主要包括远距离获取的数据（遥感卫星影像、航空影像、空载激光扫描）、近距离获取的数据（近景摄影测量、近距激光扫描、人工测量）和导出数据。不同的数据源对应着不同的三维模型的构建方法，主要建模方法如下：3.1基于二维GIS的三维模型构建方法。二维的数字化地形图为城市的三维可视化提供了丰

4、富的数据来源，它们既有严格、精确的几何图形数据信息，又具备完善的属性数据信息，为建立数字城市中的三维模图3三维建筑物模型型提供了数据基础。这种方法的优点是数据量小,因此浏览速度快,其缺维模型。对于比较重要的、结构复杂的建筑物，对细节特征和真实感要点是造型简单,不能表达复杂实体,因此真实感不强。求较强的，则采用专业的三维CAD建模软件建模。为了使建筑物的平3.2基于影像的三维模型构建方法。数字摄影测量方法使得同时获面位置能够精确配准，首先需要导入建模区域的二维数字地形图，然后取大量复杂的城市三维模型的几何数据与表面纹理数据的自动化已经再将平面CAD图导入建模软件，通过Loft、

5、Extude等方式构建三维模成为可能，尤其是近些年来高分辨率遥感技术和计算机图形图像处理型。技术的快速发展，使得数字摄影测量被普遍的认为是目前最适合于用纹理数据的获取方式主要利用数码相机在实地进行拍摄。对拍摄来获取高精度数字城市三维模型数据的主要技术手段之一。的纹理数据通过Photoshop图像处理软件进行影像裁剪、纠正、色调调3.3基于激光扫描的三维模型构建方法。激光扫描技术在测量领域整及重采样、图像拼接等基本处理。然后利用建模软件的贴图功能，将中的应用已经比较成熟，与传统测量手段相比较，其具有数据获取速度处理后的纹理图像以平面的方式投影到三维几何模型上，增强三维模快、精度

6、较高、数据量大、实时性和主动性强、能全天候工作、全数字信型的真实感，其结果如图3所示。息传输等特点。这种方法生成的三维模型精度高，能精确表达复杂形状结束语的建筑物，但缺点在于初期成本投入相对较高，并且它获取的图像数据目前城市三维建模方法正在快速的发展之中，本文主要阐述了三由于含有较多的噪声，后期图像处理的工作量相对较大。维空间数据模型及其建立方法，采用基于二维GIS和CAD相结合的方3.4基于CAD的三维模型构建方法。基于CAD的三维建模方法广法，进行城市三维模型的构建，实现了数字城市的三维建模和显示。城泛应用于城市规划、建筑设计等相关领域。该方法的优点是可以较逼真市三维模型

7、建设是一个系统、复杂的工程，涉及的方面很广，本文只是的表示规划设计成果的精细结构以及材质特征，表现细节程度较高，但对其中的相关建模方法作了研究,这还远远不够,还有很多问题需要继缺点是建模时间长，成本高，包含着复杂的人机交互过程和大量的手工续深入探讨。操作。参考文献4数字城市三维模型的构建实例[1]张东霞，谢文寒.城市三维仿真建模[J].遥感信息，2015，30（4）：125-129．为了更好和高效的进行城市管理，本文对某市进行了三维景观重[2]李永泉，韩文泉，黄志洲.数字城市三维建模方法比较分析[J].