CityEngine三维快速建模技术
基于CityEngine建模技术的三维虚拟校园开发与制作
42软件开发与应用Software Development And Application电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering●项目性质：赛尔网络下一代互联网技术创新项目；项目名称：基于IPv6的AR 录取通知书设计与实现；项目编号：NGII20180610。
三维虚拟校园漫游系统以其逼真的校园环境再现能力和丰富的交互功能，在校园规划、对外宣传、帮助新生熟悉校园等方面，都能起到非常重要的作用，近年来在国内外高校中得到了广泛的应用。
笔者在赛尔网络下一代互联网创新开发项目研究中，也制作了荆楚理工学院三维校园模型。
我们最初使用3DMax 三维建模软件，花费了大量人力和时间对荆楚理工学院校园环境进行了三维建模，校园环境细节得到最大程度的还原。
虽然展示校果很好，但因模型面数巨大，程序在目前主流配置手机上都无法流畅运行，所以我们转而使用专用于大规模城市仿真的CityEngine 进行校园模型制作。
1 数据准备与处理1.1 影像数据获取建模所需的影像数据可以通过CityEngine 软件的Get Map Data 功能获取，也可以从水经注万能地图下载器等相关软件中获取。
1.2 建筑物轮廓数据如果有校园建筑的测绘地形图，我们可以直接从地形图里提取建筑物平面轮廓的CAD 数据，然后使用ArcGIS 工具，将CAD 数据转化为Shapefile 文件，设置相关属性，如楼层、屋顶、建筑名称等。
如果拿不到建筑的CAD 数据，也可以在ArcGIS 中对高分辨率的地图影像进行矢量化得到建筑物轮廓。
本次建模没有使用这两种方法，一是我们没有CAD 数据；二是高清影像图进行矢量化也不能达到所需效果。
我们采用的办法是在CityEngine 中对照影像数据绘出轮廓图和在3D Max 中参照实际建筑绘出轮廓图，然后再将轮廓图导入CityEngine ，将其转化为形状后再进行规则建模。
CityEngine使用GIS模板创建三维数字城市(三)
CityEngine使用GIS模板创建三维数字城市（三）从前一篇教程我们可以知道，CityEngine最大的优势在于直接使用GIS数据来快速创建虚拟城市。
另外，还提供了强大三维设计能力，对于城市规划设计起到了积极作用。
下面利用费城数据，以地块的规划和设计为例讲述CityEngine基于规则建模的过程。
模板中使用的数据是虚拟城市模板的一部分。
1 、加载数字城市场景这是案例准备了3个场景，在上面的描述中已经讲解了如何使用GIS数据和规则创建前两个场景。
双击“Philadelphia.02.as-built.cej”场景。
注：你可以双击“Philadelphia.03.redevelopment-scenario.cej”场景，查看最终设计结果2 、选择感兴趣区域我们的研究区域就是位于费城城中心的需要重新开发的地块，首先选择区域（按住鼠标左键，拖拽矩形区域）和裁剪区域（Edit ->Cut）。
3 、创建新的地块首先，我们需要在这个位置创建新的地块，共4个。
CityEngine就可以轻松的做到：1）选择相邻的街道；2）打开“Inspector”窗口；3）在“Block Parameters”标签下，设置“shapeCreation”为true；CityEngine会在这个区域创建的地块，但是现在我们看到的结果超过了4个，接下来需要简单的修改参数即可，比如最大、最小地块数。
1）选择这些地块；2）打开“Inspector”窗口；3）在“Block Parameters”标签下，修改“lotAreaMin”为3000，“lotAreaMax”为5000，“irregularity”为0。
4）如果你想让地块和地形很好的贴合，可以做如下操作：Layer->Align Terrain To Shapes准备工作已经完成，接下来开始设计。
4、使用规则建模接下来我们将对新建的地块应用规则，以生成满足规划要求的三维模型。
使用City Engine构建三维城市
2015Esri空间信息技术开发者大会超务实的地图应用开发者大会使用CityEngine构建三维城市Esri China 慕晓燕☐Esri CityEgnine☐Hello , CGA☐3D城市建模实例☐规则包/rpk☐CityEngine Web Scene内容Esri CityEngine3D GIS3D 平台创建设计模拟分析分享合作管理可视–3D 城市内容构建•数据+ 规则–3D 城市设计•交互式•规则驱动的3D设计CityEngine3D程序化建模与设计解决方案几何+ 属性+规则动态参数化编辑CityEngine基本模型最终3D模型迭代细化++CGA3D模型纹理贴图+生成3D模型1232D数据程序化的规则CityEngine传统手工建模CityEngine 规则建模工作量成本Hello , CGACGA ：Computer Generated Architecture CityEngine的独特脚本语言越来越详细地迭代细化模型Whatis CGA？一个最简单的规则AA-->// Rule #1一个最简单的规则A Rule #1BA--> extrude(10) B# A，B 是CGA shape// Rule #1一个最简单的规则A--> extrude(10) BB --> split(y){~4:Floor.}* C// Rule #1// Rule #2Rule #2A Rule #1B C规则–Shape的迭代CGA 基础Init -->extrude (10)comp (f) {side : Facade. |top : Roof }Roof -->roofHip (30)Init-->extrude(10)comp(f) {side : Facade. |top : Roof}Roof-->roofHip(30)规则–Shape的迭代CGA基础规则–Shape的迭代CGA基础Init-->extrude(10)comp(f) {side : Facade. |top : Roof}Roof-->roofHip(30)规则–Shape的迭代CGA基础Init-->extrude(10)comp(f) {side : Facade. |top : Roof}Roof-->roofHip(30)规则–Shape的迭代CGA基础Init-->extrude(10)comp(f) {side : Facade. |top : Roof}Roof-->roofHip(30)attr函数可以将参数显示到外部，如，Inspector界面。
基于CityEngine规则技术批量构建三维模型分析
2018年第9期水利规划与设计科研与管理D O I：10. 3969/j.issn. 1672-2469. 2018. 09. 024基于C ityE ngine规则技术批量构建三维模型分析王媛媛(吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林长春130012)摘要：基于C+y E n'n e软件的规则建模技术，通过编写规则文件，可以快速地、自动地创建出场景内的大量三维模型。
从批量构建三维模型的角度详细描述了从数据收集、处理、创建规则、应用规则建模整个流程。
关键词！G IS;C ityE n'n e;三维建模中图分类号：TV221. 1文献标识码：A随着G I S技术和计算机软、硬件技术的快速发 展和推广，二维G I S应用已经不能满足目前很多方 面的应用需求。
二维G I S只能提供给用户平面的信 息，而现实世界中，客观事物总是存在于三维空间 的[1]，对于三维空间中客观事物，用户只能通过想 象或者工作经验来推断。
与二维G I S相比，三维 G I S通过构建三维模型场景给用户表现更真实的地 理空间[2]。
目前进行三维建模的作业流程是对场景 模型进行逐一建模，业界通常使用的软件有3D M a p S k e t c h U p等软件[3]。
优点是软件的用户群 体多、模型精确度较高；缺点是建模操作较繁琐、工作量大。
E S R I公司的C i t y E n g i n e软件最大的特点 就是程序通过定义一系列的规则来驱动和约束三维 场景的自动构建三维模型。
这种技术改变了传统建 模的方式，大大减少了重复性劳动和人力的投人。
1技术路线三维场景一般包含三维地形、影像、三维建筑 物、道路、水系等要素。
这些三维数据一般都是由 二维的G I S数据经过三维技术处理获得的[4]。
三维 地形数据即D E M数据，有T I N和G n d两种格式；三维建筑物、道路和水系模型分别由二维的建筑 物、道路、水系数据图层添加D E M高程信息来获 取其三维数据进而创建三维模型。
基于CityEngine的线性地物三维建模研究
1引言近年来，由于三维建模及VR技术能够实现对周围环境的极致逼近，会让使用者有一种身临其境的感觉，受到了广大群众的欢迎。
三维建模技术也随着市场的需求得到了快速发展。
三维建模技术是建立现实世界虚拟化三维场景的基础，它能够将对地理空间的表示从传统的二维表达方式转换为以三维立体的方式来展示，使之能够更加真实、形象地展示现实世界[1]。
目前，能够进行三维建模的相关技术和软件很多，如3DMax，SketchUp、Lumion等，这些软件的核心思想都是把现实研究对象拆分成若干的基本几何形体，然后对其进行基本模型的建立及组合处理，是一种静态的模型[2]。
本文介绍一种基于不同工作原理的建模工具：CityEngine，该建模软件主要是基于规则进行，通过对表示对象的拆解，组织其规则结构，然后编写规则文件，即可实现相应模型的创建，它的主要优势在于能够对规则文件的重复使用，并且通过对规则文件的简单修改，就可实现模型的更改，相对于3DMax等建模工具，它具备了动态、快速、批量建模的特点，为三维建模领域提供了一种新的思维与手段。
2CityEngine及CGA规则简介2.1CityEngine软件简介CityEngine是一款城市快速建模的软件，其主要思想是一种基于规则的“程序化”的建模手段，通过编写规则程序命令，即可实现相应的模型建立。
CityEngine广泛支持常见的三维模型数据格式，比如，OBJ,DAE,DXF,KML,3DS等，并且与ArcGIS等GIS平台无缝集成，具备地图投影功能，可以直接使用ArcGIS提供的二维GIS 数据,其成果也可以直接以MULTIPATCH的文件格式存储，可作为ArcGIS的直接数据源。
2.2CGA规则CGA（computer generated architecture）是一种基于语义的建模语言，它是整个CityEngine的核心部分[3]。
我们通过分析模型对象的组成结构，创建相应规则文件，就能够定义这种模型，并能够对多个对象赋予这些规则，从而实现模型的快速及批量创建。
City Engine在三维城市建模中的应用
6g坊Sichuan Building Materials 第46卷第6期2020年6月Vol.46,No.6June,2020City Engine在三维城市建模中的应用张涛，王赞杰（吉林建筑大学测绘与勘查工程学院，吉林长春130118）摘要：主要利用某小区地形地貌数据对三维建模的方法和模型的展示做了研究讨论，在二维空间数据的基础上，通过规则进行动态的、参数化的建模。
这种方法也特别适用于大规模城市尺度上的三维建模，同时通过详细的CGA规则控制和纹理贴图，其精细度也可以达到3D Max等软件的程度。
也可以通过参数的变化调整来更改模型的外观，这种City Engine技术已经应用于游戏、建筑、城市设计等方方面面。
关键词：三维建模;CGA；City Engine中图分类号:TP391.72文献标志码:B文章编号:1672-4011（2020）06-0062-02DOI：10.3969/j.issn.1672-4011.2020.06.0290前言“数字地球”的概念首次是由美国前总统于1998年1月21日提出的，这在当时引起了各国专家和学者的强烈关注⑴。
这是一种新的认识世界的方式,经过十几年的演化，数字技术也日趋成熟。
世界各国也纷纷加入数字建设的大军中,其中不乏日本、加拿大、美国等国家。
三维建模技术在20世纪80年代被引进我国，至今已经30多年，对于城市规划也陆续提出了“数字城市”、“绿色城市”、“智慧城市”等与三维城市建设相关的规划概念。
在2000年的时候，国家测绘局在全国局长干部会议上，明确提出测绘局系统在以后的主要阶段任务就是要构建“数字中国”框架⑵。
随着城市信息的数字化进程的到来，相关技术不断成熟与发展，城市规划和管理的方式逐步转向了数字化和智能化⑶。
通过三维GIS技术辅助城市规划与设计将逐渐成了规划行业发展的一个新的趋势⑷。
三维城市建模并不是一个简单的运用软件建立一个三维模型的过程,而是将城市周围的人文环境相结合,在规划解决可能出现的问题，对城市发展、规划与设计提供参考指导作用。
基于CityEngine的校园三维建模
doi:2 - 4623. 2019. 04. 011
地理空间信息
GEOSPATIAL INFORMATION
Apr., 2019 Vol.17, No.4
基于 CityEngine 的校园三维建模
叶前晓 1，吕伟才 2，赵 勇 3
·41·
• 把创建好的场景导出成 Web Scene 并实现网页端 浏览。 2.2 实验过程
1）数据准备。基础数据的准备：基础数据是指建 模需要的矢量数据及其属性数据，还有构建模型场景 所必需的影像数据。矢量数据主要包括建筑底面数据、 道路中心线数据、绿化区以及其他区的面状数据。除 了这些矢量数据外还要准备地形贴图数据即数字正射 影像图和地形数据即数字高程模型。
3）场景构建和数据导入。场景文件包含许多的图 层，可以通过 Scene 面板来管理场景。可以删除、复 制、合并选中图层，在不同的图层之间复制、剪切、 粘贴对象，控制图层的显示和隐藏，以及图层的显示 顺序。如 Scene Light 灯光图层用来控制场景的灯光效 果的，是一个固定的图层，它会在场景创建时自动创 建；Map Layer 是地图图层，用来组织地形图和影像 图，主要是把栅格影像数据作为地图对象添加到场景 中。地图图层分为几种不同的类型，其中两种比较常 用，分别是地形图和纹理图。地形图就是含有高程数 据的图，最常见的是数字高程模型，用来展示地形的 起伏状况。纹理图是指在场景中当作平面背景地图的 一张图，也就是所谓的底图。最常见的有数字正射影
2）具体操作。将铜陵学院影像导入到 ArcMap 中。利用 ArcMap 中强大的编辑功能，对铜陵学院影 像图进行矢量化。主要是使用编辑器，为便于管理， 将主要的建筑物的外廓线和道路的中心线分类分别矢 量化，不同类别的分为不同的图层，分别进行矢量化。 在矢量化的同时可以对属性表进行编辑，将建筑物的 属性记录在属性表中，以便在建模的时候使用。对于 建筑物可以在属性表中记录下楼层数、楼的高度、房 顶类别等。对于道路可以在属性表中记录下路的类型、 宽度等信息。
使用CityEngine构建三维城市-徐汝坤
CityEngine创建道路—规划道路
道路附属设施 – 行道树 – 路灯 – …….
CityEngine创建道路—城市道路
CityEngine创建道路—城市道路
CityEngine创建道路—高速公路
CityEngine创建道路—高铁
里程
高铁隧道 19%
高铁边坡 2%
高铁桥 25%
高铁接地 54%
CityEngine历史
• 2013年12月 , Esri CityEngine 2013（最新版本）
– 深入的ArcGIS集成 – 更强的功能扩展 – CityEngine SDK – 植物库的提供
CityEngine技术优势
• GIS数据的支持
– 使用GIS矢量数据作为建模的基础数据，比如宗地、建筑物边界，道路 中心线等数据都可以直接加载到Esri CityEngine中使用
道路数据的接地
接地工具：Align Graph to Terrain 地形整平工具：Align Terrain to Shapes
道路规则建模的基础
道路的创建
规划中对道路的描述 – 一块板 – 两块板 – 三块板 – பைடு நூலகம்块板
CityEngine创建道路—规划道路
道路结构 – 人行道 – 一块板 – 两块板 – 三块板 – …….
CityEngine历史
2011年7月，ESRI公司总裁Jack Dangermond先生在圣地 亚哥的Esri国际用户大会上向数万名与会者宣布收购瑞士 Procedural公司。
2011年10月，成立Esri苏黎世研发中心，为工作集中在城 市设计、建模以及GIS集成方面
2011年 11月，Esri CityEngine 2011 2012年 6月，Esri CityEngine 2012 2013年12月 , Esri CityEngine 2013
CityEngine使用模板创建三维城市
CityEngine使用模板创建三维数字城市易智瑞（中国）信息技术有限公司2012年5月版权声明本文档版权为Esri中国信息技术有限公司所有。
未经本公司书面许可，任何单位和个人不得以任何形式摘抄、复制本文档的部分或全部，并以任何形式传播。
制定及修订记录版本完成日期编写/修订纪要编写者备注1.0 2012.1.18 新建甘鑫平于强CityEngine使用模板创建三维数字城市应用模板可以很好的指导大家使用GIS数据创建地图，三维场景和应用。
这些模板可以用来当作创造类似的地图和场景基础。
三维设计是CityEngine一个重要的优势，这对于城市规划是非常有用的。
通过如下三节内容全面介绍借助模板如何使用ArcGIS和CityEngine完成三维数字城市的创建与规划：1）二维数据转化为三维数据；2）创建三维数字城市；3）三维数字城市规划设计；1二维数据转化为三维数据ArcGIS提供了ArcScene和ArcGlobe两种应用程序，二维数据可以以三维的形式进行可视化展示。
然而，一般采用设置图层的“Base Heights”属性实现。
某些情况下，把二维几何图形转化为贴附地形表面的三维要素是非常必要的。
这样，当你想使用这些要素和地表交互或者进行空间分析的时候会更具有真实性。
如下的操作步骤描述了如何使用三维数据并结合地形数据来创建三维贴附地形的三维要素，模板中使用的数据是虚拟城市模板的一部分。
数据下载地址：/s/30Oyr。
1.1 打开2Dto3D.sxd文档在“2Dto3D\Maps and GDBs”下启动2Dto3D.sxd文档。
右键单击DEM图层，点击【属性】，在【基本高度】标签下启用【在自定义表面浮动】选项，如图2。
设置完成以后DEM可以看到高低起伏，而二维数据却在DEM下面。
我们可以通过设置图层属性（【基本高度】->【在自定义表面浮动】）来显示，但是如果你得到真实的三维要素，那需要将二维要素转化为基于DEM的三维要素。
基于CityEngineCGA的三维建筑建模研究
ａｔ ｔ ｒ ｇ ｒｏ ｕ ｎｄ ｆｌ ｏｏ ｒ
—
ｈ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ＝ ４／ ／ 建 筑 物 底
层 的 高度
２ Ｃ Ｇ Ａ规 则
２ ． １ Ｃ Ｇ Ａ规则
Ｃ Ｇ Ａ（ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ） 包
规则的批量建模通过将 Ｃ Ｇ Ａ规则文件与需要建模 的
地 块 匹配 ，根 据 规 则将 宗 地 建筑 物 模 型 可 以迅 速 批
量 建立 。另外 基于 Ｃ Ｇ Ａ 规 则建 立 的模 型 可 以用 于三 维 建模 分析 。
对 于 规 则 单 体 建筑 物 的建 模 ，首先 应 定 义 建筑 物 的属 性 。其 通 常 定 义在 一 开 始 的规 则文 件 中 。对
市 区域 高效批量的建模 。本文所述方法除 了具有较 高的效率外 ，还具有对模型进行 空间分析 的功能 。 ［ 关键词］Ｃ ｉ ｔ ｙ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ；Ｃ Ｇ Ａ ：三维 建模 ［ 中图分类号］Ｐ ２ ０ ８ ［ 文献标识码］Ａ ［ 文章编号］１ ６ ７ ４ — ５ ０ １ ９（ ２ ０ １ ３ ）０ ２ — ０ ０ ９ １ — ０ ４
规 则采 用 的语言 是 Ｃ Ｇ Ａ Ｓ ｈ ａ ｐ ｅ Ｇ ｒ ａ ｍ ｍ ａ ｒ 。常用 的
Ｃ Ｇ Ａ Ｓ ｈ ａ ｐ ｅ Ｇ ｒ ａ ｍａ ｒ如 ：
建 筑物 的属 性 定 义 完 成 后 ，就 可 进 行 模 型 的创 建 。 首先 按 建 筑 物 总体 高 度 从 地面 建 立 建 筑 物 的框 架 ，如 图 １所示 ：
三维 Ｇ Ｉ Ｓ系统 建 设周 期 。 利用 Ｇ Ｉ Ｓ数据 进行 基 于 Ｃ Ｇ Ａ
CityEngine创造鲜活的三维数字城市
服务发布
数据获取
应用开发
存储管理
空间分析
可视化
完整三维GIS建设方案
服务发布
数据获取
应用开发
存储管理
空间分析
可视化
ArcGIS 三维新篇章
完整的三维GIS解决方案
ArcGlobe
3DGIS服务
ArcGlobe
ArcEngine
ArcGIS Engine
ArcGIS Server 3、桌面3DGIS应用 4、服务器端3DGIS应用
•
可视化规则编辑器
-
ruleeditor
根据建模需要对规则文件进行扩展或续用，在编辑器中灵活的调整规则参 数。
CityEngine 技术优势
•
智能的规则生成工具
-
faadewizard
规则文件的获得无需从头编写，智能规则生成工具即可完成。
CityEngine 技术优势
•
标准行业3D格式
-
标准的3D格式作为数据交换 紧密与与ArcGIS集成，可以将模型存入到GIS数据模型中 创建的三维模型很容易给其他第三方软件使用
-
•
用户单位：
-
•
用户角色
-
在现有GIS数据基础上，基于规则批量建模，减少复杂而重复的建模工作 对宗地、街道、桥梁、建筑进行动态规划布局，即时反馈规划结果或规划城 市蓝图
-
城市规划设计工程师、行业（算法）模型工程师
-
-
系统维护工程师
-
修改模型属性参数，生成新的模型，快速更新数据，减少重复劳动，保证数 据时效性
GIS驱动规划
ArcGIS城市规划设计：工作流
Hale Waihona Puke 设计确定目标数据准备
CityEngine--3D城市创建过程
CityEngine:生成一个3D城市CityEngine不仅能够用于使用现有GIS数据简单快速地生成3D城市，并且能够通过CityEngine来进行城市规划设计。
本简介通过使用费城案例来描述CityEngine生成和规划3D虚拟城市的基本过程。
1. 通过导入GIS文件来生成城市3D模型完成CityEngine安装之后，便可导入费城的项目文件并创建费城场景。
完成创建准备之后首先需要载入地貌贴图。
通过简单的点击拖拽过程，将费城的基础地貌图片载入场景中，如上图所示。
目前CityEngine只支持Tiff格式。
再拖拽.gdb的GIS数据文件到地貌基础图片上便可完成GIS信息的导入。
.gdb文件为地理数据库信息文件，文件内容如下：● 二位建筑蓝图，包含房梁，屋顶高度和屋顶风格● 街道和相关参数，例如道路宽度● 绿化信息，例如大小，种类和朝向● 街道公共设施，例如街灯，长椅，邮筒等的位置，大小等参数信息。
CityEngine可以通过使用这些详细的参数信息建立非常贴近真实的3D虚拟城市。
2. 规则应用生成3D 建筑完成了城市的基本信息的导入之后，下一步是应用规则来实现3D 虚拟城市的生成。
首先使用城市的蓝图，房屋的高度和楼层数目等参数信息，以虚拟的方式重建城市。
选择了需要生成建筑的城市蓝图范围，拖拽预先设定的楼房生成规则到以选择的城市蓝图范围内，即可生成3D 虚拟模型，效果如下图。
所有生成的楼房都是根据GIS 数据中所包含的参数来生成，所以通过修改参数便可快速的修改三维建筑的形状。
上图为所选建筑屋顶风格修改后的结果。
CityEigine 不仅能够快速的根据GIS 文件生成3D 楼房，并且支持预先建好的模型导入，导入模型可以是使用CityEngine 建立的也可以是第三方建模软件的成果。
3. 添加绿化和街道公共设施左图中蓝色点状标记体现了GIS 数据中绿化树木的位置。
GIS 数据中还包含绿化的种类和朝向等信息。
基于CityEngine的城市三维快速建模方法及应用
基于CityEngine的城市三维快速建模方法及应用谢衍忆;黄良平;陈元增;李芳【摘要】基于CityEngine的规则化建模方法，通过程序编写规则，对构成城市的重要组成部分建筑物、道路、绿化带、地面、水面进行程序化快速三维重建。
以赣州市部分地区为例，实现了该地区的快速三维重建。
【期刊名称】《地理空间信息》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】3页(P39-40,62)【关键词】数字城市;三维模型;CityEngine;规则化建模【作者】谢衍忆;黄良平;陈元增;李芳【作者单位】赣州市城乡规划设计研究院，江西赣州 341000;江西理工大学建筑与测绘工程学院，江西赣州 341000;赣州市城乡规划设计研究院，江西赣州341000;赣州市城乡规划设计研究院，江西赣州 341000【正文语种】中文【中图分类】P208三维建模技术是运用计算机技术，将地理空间数据从传统的以二维平面图为主的表现方式转换为以三维立体模型的方式显示出来，能更真实、形象地展示现实世界，广泛应用于数字城市、城市规划、建筑设计、安全应急等领域。
传统的三维建模方法主要采用人工建立精细的三维模型，虽然展示效果好，但建模周期长、建模成本高，且共享性不高。
甚至建好的数字城市模型由于其庞大的数据量根本无法在一般设备上运行。
因此，如何快速、高效地生成最优化模型数据库，是目前大范围三维建模的关键问题[1]。
1.1 数据准备与处理1）建筑物。
构建建筑物的三维模型，首先要获得建筑物的外部轮廓线。
若有测绘地形图，可以直接从地形图里提取建筑物平面轮廓的CAD数据，并使用ArcGIS工具，将CAD数据转化为Shapefile文件，并为其增加代表建筑物高度的楼层属性列[floors]、屋顶的属性列[RoofType]、代表建筑名称的属性列[BuildingName]和代表住户信息的属性列[ZhuHu]。
若没有CAD数据，也可在ArcGIS中通过高分辨率的遥感图像或者Google Earth地图矢量化得到建筑物轮廓图。
基于CityEngine的城市三维模型构建方法与问题分析
基于CityEngine的城市三维模型构建方法与问题分析段雅萍;郝连秀;王瑞富;李家贵【摘要】以传统手工建模方式为主的建模手段存在周期长、工作量大、成本高等缺点,制约了数字城市的发展.在分析数字城市和三维GIS的基础上,设计了基于CityEngine的三维建模解决方案,通过程序化的规则实现了高效、批量建模,并总结了一套通用的建模技术流程.结合实际案例分析了建模过程中存在的问题,并从底图数据处理、建筑物纹理获取和模型表达优化等方面给出了相应解决方案,最后以青岛市唐岛湾地区为示范区进行了三维建模.【期刊名称】《地理空间信息》【年(卷),期】2017(015)005【总页数】3页(P75-77)【关键词】CityEngine;三维建模;CGA规则;模型优化;批量【作者】段雅萍;郝连秀;王瑞富;李家贵【作者单位】山东科技大学测绘科学与工程系学院,山东青岛 266590;国家测绘地理信息局第二地理信息制图院,黑龙江哈尔滨150081;山东科技大学测绘科学与工程系学院,山东青岛 266590;山东科技大学测绘科学与工程系学院,山东青岛266590【正文语种】中文【中图分类】P208随着人们关注度的不断提高，3DGIS技术得到迅速发展，国内一些城市已经开始建立基于3DGIS的数字城市系统[1-3]。
随着城市规模的扩大，建模的数据量也在急剧增长，建模效率成为三维城市发展的瓶颈。
传统手工建模方式能得到逼真的三维城市效果，但需投入的经费和人力物力也非常巨大[4]；且得到的结果往往是“固化的”和“静态的”，模型没有建立与空间数据库之间的联系，也没有设计规则与之匹配，虽然模型可以浏览，但很难实现面积、体积计算等统计分析功能，以至于后续的功用有限，在城市规划设计、审核和监管等工作中也很难充分发挥作用，所以传统建模方式已不能满足用户的需求[5]。
本文主要研究了ESRI公司三维建模软件CityEngine的建模方法，给出了利用CityEngine进行高效、快速建模的技术流程，并针对建模过程中出现的问题，结合实际应用给出了解决方案。
CityEngine在三维城市建设中的应用
CityEngine在三维城市建设中的应用摘要CityEngine做为一种批量生成城市的软件在三维城市的建设方面有很大的优势，本文在某校区三维建设的基础上，主要介绍CityEngine的工作机制、工作流程以及CGA规则建模。
关键词三维城市；CityEngine；CGA规则建模0 引言随着社会对城市信息化测绘体系的需求、数字城市建设的兴起，三维城市的建设成为不可缺少的部分。
三维城市对城市空间信息的良好表达和便捷管理，使得三维城市获得了广泛的应用。
1 CityEngine简介CityEngine是Procedural公司的用于快速生产三维城市的软件，其设计者是瑞士苏黎世工学院的Pascal Mueller，设计之初是基于城市建筑的一种程序化建模技术，其后曾被用来作为生成大型城市场景的辅助软件。
1.1 CityEngine的产品架构及特性CityEngine2012作为ArcGis10.1的插件被提供，也可以作为单独的软件使用。
CityEngine2012提供了Web Scene viewer的发布浏览功能，也可以发布到ArcGIS Online。
CityEngine以工程来组织项目，工程中包含了所有的相关资源，包括CGA 规则文件、场景、纹理、模型、数据、及其他相关设置。
CityEngine以图层来组织管理GIS数据，主要包括地形图层、纹理图层、地图图层等。
在CGA规则文件生成方面，CityEngine提供了可视化的CGA建模编辑器、CGA脚本编辑器、交互式CGA生成工具三种方式，使得CGA的生产手段更多，更为灵活便捷；在三维模型创建方面，提供了交互式3D建模，能够直接手工建模，能够对模型和纹理进行细化调整，是一种类似于SketchUP的十分简洁的建模方式；在三维模型的交互式编辑方面，提供了可视化的参数接口设置，用户可以通过修改参数控制大多数模型的属性。
CityEngine支持ArcGIS所有的地理投影，支持Esri Shapfile 、File Geodatabase、KML、Tin 、multipath等GIS数据以及众多行业标准的3D格式。
基于CityEngine的三维场景快速建模研究
基于CityEngine的三维场景快速建模研究作者：刘强林孝松来源：《绿色科技》2017年第04期摘要：依据GIS数据作为建模基础，在CityEngine中运用CGA规则，以重庆交通大学为研究区域，对该区域进行了快速模型生成，然后对具体模型进行动态参数调整，对特定建筑进行精细化编辑，最后生成了三维场景。
关键词：三维建模；CGA规则建模；三维GIS1 引言三维建模技术是运用计算机技术，将地理空间数据从传统的以二维平面图为主的表现方式转换为以三维立体模型的方式显示出来，能更真实、形象地展示现实世界，普遍应用于区域规划、智慧城市、建筑设计、安全应急等领域[1]。
通常的三维建模方式以手工方式创建为主，虽然可以产生比较精细，美观的模型，但是需要劳动密级型的重复工作，人力财力成本较高。
而且在数据处理的过程中容易造成数据丢失，精度及位置匹配不一致，属性管理、后期维护困难。
建好的模型以展示为主，没有体现其价值。
张晖等基于CityEngine对建筑三维建模技术进行了研究[2]；黄良平通过程序编写规则代码，主要对城市重要组成部分进行快速三维建模[3]；周玲重点对道路和建筑进行参数化建模，对城市主要构成要素进行了三维建模方法的研究[4]。
可见，基于CityEngine，利用CGA 规则，编写程序进行批量生产三维模型，降低三维模型生产周期和成本、挖掘三维数据使用的潜力，对三维GIS的应用具有非常重要的意义。
2 数据采集与处理要构建三维场景建模所需要的数据包括，数字线划地图（DLG， Digital Line Graphic）、建筑物的信息、道路中心线以及纹理贴图等[5]。
2.1 数字线画地图数字线画地图（DLG）是与现有线划基本一致的各地图要素的矢量数据集，且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息[6]。
数字线画地图作为三维建模的关键，决定了三维模型的质量，是制作三维场景的基础。
笔者以重庆交通大学为例，通过谷歌地图下载重庆交通大学南岸校区的高分辨率遥感影像图，利用Arc Map软件进行矢量化等一系列操作得到研究区域的数字线画地图。
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基于CityEngine三维快速建模技术
Esri中国信息技术有限公司 甘鑫平
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2011年7月，Esri公司总裁Jack先生宣布收购瑞士Procedural公司。 2011年10月，成立Esri苏黎世研发中心，负责城市设计、建模及GIS集成
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CityEngine简介
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2001年，瑞士苏黎世联邦理工学院计算机视觉实验室
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2007年，从视觉实验室分离出来，成立 Procedural 公司
2008年 7月，第一个商业版本的CityEngine 2008发布 2009年 5月，CityEngine 2009 2010年 6月，CityEngine 2010
社区论坛
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谢谢！
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