数字城市三维建设与可视化应用
三维建模技术在数字城市中的应用
关键 词 ： 字城 市 三雄建模 数 中图 分 类号 ： ２ Ｐ
文 献标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ： ６ ２ ３ ９ （ ０ ０ ０ （） ０ ２ — ２ １ ７ － ７ １２ １ ） １ ｂ 一 ２ ０ ０
强用 户与数 据模 型 之 间的 交互 操 作性能 ， 尤 其是 与 虚拟 现 实技 术 的结 合 ， 使得 用 户沉浸 于三 维的场 景 中与模型 数据直 接进行 交互操 作 。 ２ １三 维建 模数据 的获取 ． 三维 建模 的首要 任务就 是要 收集建 模的 数据 。 在城 市中存在 着众 多的数 据源 ， 这些数 据 源 包括 ：１ 划建 筑物 的设 计 图纸 及文档 （） 规 资料 。２ 城 市 数 字地 图（ 形 图、 （） 地 地籍 图等 ） 和２ ＧＩ 数据 库 。３ 摄影 测 量数 据 。 字摄 Ｄ Ｓ （） 数 影 测 量 不 仅 可 以 提 供丰 富 的 几 何 和 纹理 数 据 ， 且 还 可 以 提 供 丰 富 的 拓 扑 和 语 义 信 而 息。 ） （ 遥感数 据 。 分辨率遥 感影像 可以为城 ４ 高 市３ 城 市模 型的建立提供详细 、 Ｄ 丰富的几何和 语 义信 息数据 ， 生成正射影像数据和Ｄ ｌ的 是 Ｔ 重要数据 源。 合成 孔径雷达 （ＡＲ） 一种全天 Ｓ 是 时、 全天候的微波成像雷达 ， 不仅可以详细准确 地观测地形地貌 ， 获取地球表面的信息 ， 还可以
Ｍａ ｐ ｎ ” 国际学 术讨论会 ， ｐ ｉｇ 的 众多学 术论文 对 三 维 城 市模 型 、 维 城 市地 图 、 算机 城 三 计 市等 相关内容进 行了研究 。Ｏ ｏ 国际摄影测 ２０年 量大会将研 究３ Ｃ Ｄ Ｍ中的复杂操作与分析列为 大 会 主 题 之一 。 许 多 大学 、 司 等 的研 究 有 公 机构也致 力于 有关３ Ｃ Ｄ Ｍ的相 当热 烈的研究 与 开发 。 如瑞 士苏 黎世联邦 工业大学 的Ｇｒ ｅ ￥ｌ ｕｎ ￣ Ｘｉｈ ａ ３ Ｍ进行 了深入 的研 究 ， 了解决 ｎ ｕ 对 ＤＣ 为 三 维 建 模 问 题 ， 门 开 发 了 一 个 称 为 专 Ｃ ｂ ｒ ｉ Ｍｏ ｅ ｒ 系统 ， ｙ ｅＣ ｔ ｄ ｉ 的 ｙ ｅ 可以允许用户进行 交互 式的 三维对 象建模 。 许多Ｇ Ｓ Ｉ 软件 公司以 极快 的速度开发 出了相当优秀 的三维软件 ， 如 透过地 表收集地表下面的信 息。 １ （ 混合测量 系 ５ Ａｒ／ ｎｏ ＤＸ模块 ； ａ ｉ ｓ ｃ ｌｆ 的３ Ｇｒｖｔ 的三维 建筑设 统 。 合测量系统 中一个典 型就 是Ｃ Ｄ ￣ ａ 混 Ｃ ￥ 机和 计软件等【 。 全站仪组合 系统。 此系统可用于 建筑物立面的 扫描及建筑场地 的地形表示 。 系统适合于建 此 筑物外 部和 内部数 据的几 何和纹 理数 据的获 ２数字城市三维建模的关键 内容 解 Ｄ 目前建筑物三维 建模的一般 流程 如 图１ 所 取 ， 决了３ 城 市模 型中内部数据获取困难的 示。 三维空间数据的获取 ， 实质是空 间定位数据 问题。 就 当前 的应 用 需求 来说 ， 景三 维 建模 场 的采集 。 三维模型的建立与编辑 ， 几何模 型 三维 二维 图形 、 形数据 、 地 地表 是纹理 数据和属性数 据的载体 ， 是数码城 市 需要的数据主 要有 ： 也 三维 观 测数 据 和 模 型表 面 纹理 等 。 ＧＩ 提供各 种定 量空间解 析分析 能力的 基础 。 图像 、 Ｓ ． 建筑 物表 面纹理 数据 主要用 于提 供逼真 的视 ２ ２建 模方式 目前 在数 字城市 的三 维建模 中有 很多种 觉标 识 ， 增强对建 筑物本身及其 相互之 间空 间 现介绍 如下。 关系的感知和识别 。 可视化技术的运用 ， 增 建立模型的 方式。 用于
虚拟现实技术在城市规划中的应用
虚拟现实技术在城市规划中的应用一、前言虚拟现实技术一直是人们关注的领域，随着技术的不断发展，虚拟现实技术在各个领域中的应用也越来越广泛。
城市规划作为一个复杂的系统工程，虚拟现实技术在其中的应用为城市规划提供了新的思路和手段。
本文将详细介绍虚拟现实技术在城市规划中的应用，以及存在的问题和未来的发展方向。
二、虚拟现实技术在城市规划中的应用1.数字城市建设数字城市是以数字技术支撑的城市，通过三维可视化技术，将城市中的各种数据进行集成、处理、分析、呈现和应用。
数字城市建设需要大量的三维建模和数据处理技术，而虚拟现实技术正是其中的重要组成部分。
虚拟现实技术可以实现对城市地理信息的三维可视化，使得城市规划者可以在虚拟环境中对城市的规划进行实时地理信息分析、三维场景模拟、可视化和沉浸式体验，从而实现对城市规划的更加精细和有效的管理和控制。
2.城市交通规划城市交通规划一直是城市规划的重要组成部分，虚拟现实技术可以支持城市交通规划的各个环节。
例如，在交通规划中，城市交通流量模拟和预测是一个重要的步骤。
虚拟现实技术可以将现实中的车流、人流等数据进行模拟，并通过大数据处理和分析，来实现对城市交通流量的预测和调度。
此外，虚拟现实技术还可以帮助规划者通过虚拟环境来展示城市交通规划效果，让各方面能够更加直观地了解交通规划的影响和效果。
3.城市灾害管理城市灾害管理是城市规划中的一个关键环节，虚拟现实技术可以大大提高城市灾害管理的有效性和准确性。
在城市灾害管理中，虚拟现实技术可以通过仿真技术对灾害场景进行模拟分析和应急预演，帮助城市管理者做好各种灾害应急处理，同时也可以让公众更好地了解灾害自救的方法和手段，以便更好地自我保护。
三、问题与挑战尽管虚拟现实技术在城市规划中的应用前景广阔，但是也存在着一些问题和挑战。
首先，虚拟现实技术的成本较高，需要涵盖大量的软硬件设备，这对于城市规划者来说是一笔不小的开支。
其次，虚拟现实技术需要海量的数据支撑，这需要规划者对大数据处理能力的要求越来越高。
数字化可视化技术在城市规划设计中的应用
数字化可视化技术在城市规划设计中的应用随着社会的发展和科技的进步，数字化可视化技术在各个领域得到了广泛的应用。
城市规划设计作为为城市发展提供指导的重要环节，也开始运用数字化可视化技术来提高工作效率和设计质量。
本文将从数字化可视化技术的概念出发，介绍其在城市规划设计中的应用，并探讨其带来的优势和存在的挑战。
首先，我们来了解一下什么是数字化可视化技术。
数字化可视化技术是指通过计算机技术将现实世界的场景、物体或概念转化为数字形式，并通过图像、动画、模拟等方式进行展示和交流的一种技术。
在城市规划设计中，数字化可视化技术可以将大量的数据、图表、模型等复杂信息以直观、可视的方式呈现出来，帮助规划师和设计师更好地理解和处理各种问题。
数字化可视化技术在城市规划设计中的应用可谓广泛而深入。
首先，它可以用于城市规划的数据分析和决策支持。
传统的城市规划往往需要大量的数据收集和处理，而数字化可视化技术可以通过数据可视化的方式将复杂的数据图表呈现出来，帮助规划师快速、准确地获得各种信息。
例如，在城市人口分布的研究中，可以通过数字化可视化技术将人口密度、人口分布等数据以热力图的形式展示出来，规划师可以通过观察热力图来分析城市的人口分布情况，从而决策何处建设公共设施或调整居住区规划。
其次，数字化可视化技术在城市规划设计中还可以用于城市空间模拟和可视化。
传统的城市规划设计往往是通过平面图、立面图等二维图纸来展示设计方案，但这种方式很难直观地呈现出规划的三维效果。
而数字化可视化技术可以通过三维建模和虚拟现实技术，将规划的效果以逼真的三维模型展示出来，让人们感受到未来城市的样貌。
这不仅方便了规划师和设计师对设计方案的评估和修改，也让市民对规划方案有更加生动的理解和参与。
此外，数字化可视化技术还可以在城市规划设计中提供公共参与的平台。
传统的规划设计往往只有专业人员才能理解和参与，而数字化可视化技术可以通过互动式的方式，让市民参与规划设计的过程。
三维数字城市建设技术与应用
三维数字城市建设技术与应用数字城市是一种基于信息技术与物联网的城市运营方式。
它将城市的各个要素，如行政管理、基础设施、公共服务、商业经营、社区生活等等，通过大数据和云计算技术融合起来，形成一个智能化的城市运行系统。
在这个数字城市系统里，各种数据可以被快速收集、存储、处理和分析，城市的规划、建设、管理和运营也可以被更加精准和高效地实现。
而在数字城市建设的过程中，三维技术将会扮演越来越重要的角色。
三维数字城市建设技术是指将城市的各种数据、信息、设施和建筑物等要素进行三维数字化处理，形成一个立体化的城市模型。
这个城市模型可以作为城市规划、建设和运营的基础数据，为城市的管理者、决策者、企业和市民提供更加直观、准确、全面、实时的城市信息服务。
三维数字城市建设技术应用广泛，它可以用于城市规划、土地管理、建筑设计、公共安全、旅游推广、文化传承、交通管理、环境保护等方面。
在城市规划方面，三维数字城市模型可以为城市规划师提供一个可视化的工具，使他们能够更加清晰地了解城市的现状和未来发展潜力。
城市规划师可以通过三维数字城市模型进行城市的各种规划分析，如交通流量分析、人口密度分析、建筑物高度分析等等。
这些数据可以帮助规划师更加准确地选择城市建设方向，优化城市布局，提高城市的空间利用效率。
在土地管理方面，三维数字城市模型可以方便城市管理部门实施土地管理。
通过三维数字化处理，城市各个地块的详细信息可一目了然，如土地面积、地形地貌、地下设施分布等等，这样可以帮助土地管理部门实施土地利用规划、土地征收和土地转让等工作。
在建筑设计方面，三维数字城市模型可以帮助建筑师更加准确、高效地进行建筑设计。
建筑师可以在三维数字城市模型中查看周边环境、交通流动状况、采光情况等，以更好地把握建筑设计的各种要素，进而提高建筑设计的质量和效率。
在公共安全方面，三维数字城市模型可以为城市安保部门提供一个全面、实时、准确地公共安全监测系统。
安保部门可以通过三维数字城市模型进行城市事件的发现、预测、应急和管理。
浅谈数字城市三维建模项目开展的要点
浅谈数字城市三维建模项目开展的要点随着政府和大众对空间定位数据及应用不断增长的需求，城市的信息化将逐渐从传统的二维符号化进步到直观的三维可视化，国家测绘地理信息局倡导的数字城市建设正包括了这一内涵。
数字城市三维模型建设的主要内容是在二维地图基础上，把城市地形地物进行三维空间建模，形成室内外、地上下带可量测空间信息和现实纹理的三维地图数据，有多学科、较复杂、艺术性、主观性等特点。
因此，城市三维建模项目开展需要注意哪些要点，也成为了一个研究的内容。
文章以数字城市三维建模项目开展的要点为研究对象，结合数字城市三维建模项目的实际经验，探讨了数字城市三维建模项目在开展时需要注意的主要要点，最后在结尾提出笔者的总结。
标签：数字城市；三维建模；要点1 引言因数字城市三维模型的艺术性和主观性等特点，三维城市建模项目的开展与传统测绘项目存在较大差别，城市三维建模所关注的要点也有所不同。
除了如传统测绘同样关注的平面精度、拓朴关系、空间属性外，三维城市还特别关注美观性、仿真度、整体协调性、结构精细度和完整性、物体高度等内容。
因此，在项目实施的角度来看，数字城市三维建模项目的开展也需要根据自身的关注重点而制立开展的要点。
通过4年20多个城市的三维模型生产和经验总结，作为三维城市建模项目的发起单位角度，我认为项目开展的要点包括选取准确的建模精度、建立更新维护机制、挑选合理承建商、制定完备的项目计划、样本区测试、费用预计6个方面。
2 数字城市三维建模项目开展要点分析数字城市三维建模项目的开展，第一要点是要确定建模数据的标准，而三维建模数据标准的重点应该是建模精度，因此三维建模项目开展的首个要点是选取准确的建模精度；城市三维模型建立完成后，主要是用于管理分析和应用，在目前来讲，我们大多数三维建模项目前期做得很好，但在后期更新维护机制上就往往考虑得较少，造成了项目虎头蛇尾的情况，不能长期和持续性地使用，所以我们认为三维建模项目开展的。
数字地球建设中的三维空间数据可视化
数字地球建设中的三维空间数据可视化“数字地球”是指利用数字化技术将地球表面、大气、海洋等自然环境信息与社会经济信息等“二次空间”数据进行整合，构建一个数字化的地球模型，以方便人们进行各种应用和决策。
如今，在数字地球中，三维空间数据可视化技术越来越成为一种重要的应用技术。
一、三维空间数据可视化技术简介三维空间数据可视化技术是指通过计算机技术将地球表面的物理信息转化为三维模型，并将其以图像形式进行展示，以便人们进行观察、理解和分析。
它基于地球科学、计算机图形学、遥感技术等多学科交叉，可以将地球表面的地貌、植被、气候、海洋等自然环境信息，以及社会经济信息等各种空间数据可视化。
它不仅可以通过逼真的三维视角展示地球表面自然环境的特征，还可以进行各种空间分析，让人们更加精细地了解地球表面自然环境的各种变化。
这种技术在城市规划、资源开发、自然灾害等领域中有着广泛的应用，成为数字地球建设的重要组成部分。
二、数字地球中的三维空间数据可视化应用数字地球中的三维空间数据可视化应用非常广泛，以下是其中几个典型的应用场景。
1.城市规划数字地球中的三维空间数据可视化技术在城市规划中有着重要的应用。
它可以将城市的基础设施、交通网络、人文景观等各种空间信息可视化，让规划师们在设计城市规划时更加精细地理解城市的特征，优化城市的内部结构和空间布局，提升城市的可持续发展水平。
2.资源开发数字地球中的三维空间数据可视化技术可以帮助资源开发者更好地理解和开发资源。
比如，在矿产资源勘探中，可利用该技术将地下矿藏的分布情况以三维模型的形式呈现，索取地下资源的难度大大降低。
同时，在水资源调配中，利用数字地球技术可以直观地呈现水文、水资源分布等信息，便于分析和制定水分配方案。
3.自然灾害数字地球中的三维空间数据可视化技术在自然灾害预测、预警等方面有着重要的作用。
通过对自然灾害发生的区域进行三维建模，可以深入理解自然灾害发生的机理，并开发出更好的预测和预警系统，提高自然灾害的应对和救援能力。
面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析
面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析随着社会的发展和科技的进步，智慧城市建设成为了现代城市建设的重要方向。
面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究与应用分析，对于智慧城市的规划、设计和建设具有重要的意义。
本文将从三维建模的概念和发展、关键技术研究和应用分析等方面进行探讨。
一、三维建模的概念和发展三维建模是指通过计算机技术将现实世界的物体、场景模拟成为三维模型的过程。
三维建模技术可分为建模软件、建模数据和建模方法与算法三部分。
传统的建模技术主要包括手工建模和参数化建模，而随着计算机技术的发展，基于大数据的自动建模、深度学习等新技术也得到了广泛应用。
三维建模技术的发展经历了从二维平面建模到三维实体建模的过程，现在已经发展成为了一个比较成熟的技术领域。
随着虚拟现实、增强现实等技术的不断发展，三维建模技术在建筑设计、城市规划、数字娱乐等领域得到了广泛应用。
二、面向智慧城市建设的三维建模关键技术研究1. 高精度地理信息数据采集技术在智慧城市建设中，要实现对城市空间信息的精准获取和高效利用，就需要依托于高精度地理信息数据采集技术。
目前，常见的地理信息数据采集技术包括激光雷达扫描技术、立体摄影技术等。
这些技术可以实现对城市空间信息的高精度采集，并能够为后续的三维建模提供可靠的数据基础。
2. 三维建模算法及模型管理技术在三维建模领域，建模算法及模型管理技术是关键的核心技术之一。
目前，在三维建模领域涌现了一系列创新性算法和技术，如基于点云数据的三维重建算法、虚拟现实技术、模型压缩与优化技术等，这些技术的研究与应用将进一步提升三维建模的精度和效率。
3. 三维可视化技术在智慧城市建设中，三维可视化技术能够将三维建模的结果以逼真的形式展现出来，使得人们能够更直观、更真实地感受到城市空间的变化。
针对大规模城市场景的三维可视化技术研究和应用，是当前三维建模技术领域的一个热点方向。
三、面向智慧城市建设的三维建模应用分析1. 智慧城市规划设计通过三维建模技术，可以对城市的规划设计进行全方位的展示和演示，包括建筑布局、交通设计、城市景观等。
三维数字地图在城市设计中的应用研究——以武汉市三维数字地图为例
摘要：随着数字技术的发展和城市化进程的加速，三维数字地图在城市规划和设计中扮演着越来越重要的角色。
本文以武汉市三维数字地图为例，探讨了三维数字地图在城市设计中的应用。
论文主要分为三个部分。
第一部分介绍了三维数字地图的概念和发展历程。
第二部分分析了三维数字地图在城市规划和设计中的应用。
第三部分以武汉市为实例，具体阐述了武汉市三维数字地图的建设和应用。
一、引言城市规划和设计是一个复杂的系统工程，其中包含了许多维度的考虑。
传统的城市规划和设计往往只能依靠手绘图或平面图来展示城市的形态和结构，在面对城市内部交互、周边环境变化、建筑物高度等问题时会受到较大限制，无法真实反映城市的立体空间信息。
而随着三维数字地图技术的发展，城市规划和设计越来越多地采用三维数字地图展示城市立体空间信息，以便更好地进行规划和设计工作。
在此基础上，本文将探讨三维数字地图在城市规划和设计中的应用，以武汉市三维数字地图为例进行阐述。
二、三维数字地图的概念和发展历程三维数字地图是指由数字技术向城市空间获取相关数据，依照一定的规则与方法整合、加工构建城市空间的真实立体数字模型。
最初的三维数字地图一般都是基于立体建模软件来创建的，但是由于城市的规模巨大，需要耗费大量的人力和物力来创建三维数字地图。
所以，对于大型城市的三维数字地图建设和维护成本较高，限制了其应用范围。
随着技术的不断发展，三维数字地图建设的难度逐渐降低，应用领域也得到了拓展。
三、三维数字地图在城市规划和设计中的应用1、城市空间规划三维数字地图在城市空间规划中得到了广泛的应用。
通过三维数字地图，规划师可以更直观、更全面地把握城市内部空间形态和结构，精确地把控城市设计方案的合理性和可行性。
三维数字地图还可以实现多种规划层级全方位的展示，方便专业人员和普通公众的理解和交流。
此外，在城市空间规划中，三维数字地图还可以应用到设施选址、基础设施建设等领域，为城市规划的合理性和科学性提供了科技手段的保障。
BIM与GIS技术在数字城市建设中的应用研究
BIM与GIS技术在数字城市建设中的应用研究数字城市建设是基于数字化、信息化、智能化技术的城市管理和服务模式，将传统城市向数字化和智能化方向推进，提高城市管理水平和居民生活质量。
BIM与GIS作为两种不同的信息技术手段，能够在数字城市方面发挥重要的作用。
本文就BIM与GIS技术在数字城市建设中的应用进行研究分析。
BIM技术是一种基于三维模型的设计和管理工具，能够实现模型可视化、模拟、可视化、协同、数据共享等功能。
在数字城市建设中，BIM技术的应用体现在以下几个方面：1.城市规划方面BIM技术能够将不同模块的建筑、设施、交通、水、气等各类信息整合在一起，形成大量数据，为城市规划决策提供重要参考。
同时，BIM技术还能够对城市规划进行预测模拟和可视化呈现，为城市规划提供更多的情景演示和方案展示支持。
2.基础设施建设方面基础设施建设是数字城市建设的重要组成部分。
BIM技术能够实现基础设施建设的模拟、可视化、评估、协调、管理和维护等功能，提高基础设施建设的精度、可靠性和效率。
数字城市建设中的城市管理是实现城市智能化的关键部分。
BIM技术能够将城市内的所有建筑、物资、人员等信息进行统一整合，形成一张三维地图，便于城市管理者进行实时监控和决策。
GIS技术能够将空间数据与城市规划相结合，实现城市规划的科学化、合理化和可实施性。
同时，GIS技术还能够进行城市环境分析、交通流量模拟、城市资源评价等多种城市规划的分析和预测。
基础设施建设需要大量的空间数据支持。
GIS技术能够对城市中的各类基础设施数据进行空间关联分析，形成成果图和分析报告，为基础设施建设和运营提供定量的空间数据支持。
GIS技术能够实现城市内的空间分析、监测、控制和决策等多个方面的需求。
如在交通管理方面，可以利用GIS技术进行交通流量监测和疏导控制；在环境管理方面，可以利用GIS技术进行污染源监测和环境评估等。
总结：BIM与GIS技术作为数字城市建设的两个重要工具，能够在城市规划、基础设施建设和城市管理等多个方面提供重要支持。
基于数字技术的城市规划与设计
基于数字技术的城市规划与设计随着数字技术的迅速发展，城市规划与设计领域也开始逐渐引入数字技术，以提高效率、优化城市布局，并实现可持续发展。
数字技术的应用不仅可以帮助城市规划师和设计师更好地理解城市的现状和未来发展趋势，还可以提供更准确的数据和模拟结果，为决策者提供科学依据。
本文将探讨基于数字技术的城市规划与设计的相关应用和影响。
一、数字技术在城市规划与设计中的应用1.数据收集与分析数字技术可以帮助城市规划师和设计师收集和分析大量的城市数据，包括人口分布、交通流量、能源消耗等。
通过数据的可视化和分析，可以更好地了解城市的现状和问题，为规划和设计提供依据。
例如，利用数字技术可以实时监测交通流量，从而优化交通网络的设计和管理；通过数据分析可以发现能源消耗的热点区域，为能源规划提供指导。
2.三维建模与可视化数字技术可以实现城市的三维建模和可视化，帮助规划师和设计师更好地理解城市的空间布局和景观特征。
利用三维建模技术，可以模拟不同规划方案的效果，比较其优劣，为决策者提供参考。
同时，三维建模还可以提供更真实的城市环境，帮助公众更好地理解规划和设计方案。
例如，在城市规划中，通过三维建模可以模拟不同高度的建筑对周边环境的影响，从而优化建筑的布局和高度。
3.智能交通系统数字技术可以实现智能交通系统，提高城市交通的效率和安全性。
通过传感器和数据分析，可以实时监测交通流量和拥堵情况，为交通管理提供决策支持。
智能交通系统还可以提供实时的交通信息，帮助驾驶员选择最佳的行驶路线，减少交通拥堵和排放。
此外，数字技术还可以实现智能停车系统，通过预测和管理停车需求，优化停车资源的利用。
4.可持续发展规划数字技术可以帮助城市规划师和设计师进行可持续发展规划，实现资源的高效利用和环境的保护。
通过数据分析和模拟，可以评估不同规划方案对环境和社会经济的影响，从而选择最佳的方案。
数字技术还可以帮助优化能源和水资源的利用，减少排放和浪费。
例如，通过智能电网和能源管理系统，可以实现能源的智能分配和管理，提高能源利用效率。
城市三维建模与可视化应用研究
城市 Ｇ Ｓ正 从 二 维 ＧＳ发 展 到 三 维 Ｇ Ｓ 城 市 Ｉ Ｉ Ｉ，
三维建模 与可 视化技 术是 一个 研 究热 点 ， 也是 三 维
Ｇ Ｓ 用 的关 键技 术 。城 市三 维可 视化 系统 是指 能 Ｉ应 对城 市 区域 内空间对象 进行 三维 描述 和分 析 的 ＧＳ Ｉ 应 用系统 ， 一 个 可 视 现 实 和 虚 拟 现 实 集 成 的 系 是
采 集面积 较 小 的场 合 。其 基 本 过 程 是根 据 测 量 学 原 理 ， 用野 外测量 仪器 和设 备 测定 控 制点 和采 样 利
点 的空 间位置 ， 选择 地形 特 征点 、 进行 采样 ， 测 线 将
量数 据存 贮 在 计 算 机 中。该 方 法 的 优 点是 可 以获 取 高精 度 的 Ｄ Ｍ 数据 ， 点是 劳 动强 度 较 大 、 率 Ｅ 缺 效 较低 ， 适用 于大 范 围面积 Ｄ Ｍ 数据 的获 取 。 不 Ｅ ２ ）地形 图 数 字 化 。通 过 对 地 形 图进 行 扫 描 ，
地形 是数 字城市 中最 重要 的地理 对 象 ， 城 市 是
实体 的 三维 空 间 基 础 。利 用 正 射影 像 加 数 字 高 程
模 型 （ ｉ ｔ ｌ ａｏ ｄｌ Ｅ 可 以生成 三维 地 Ｄｇ ａ Ｅｅ ｔ ｎＭｏｅ，Ｄ Ｍ） ｉｌ ｖ ｉ
统 。随着 Ｇ Ｓ 术 、 据 库技 术 、 Ｉ技 数 网络技 术 、 算 机 计 图形 显示技 术 和硬件 的快 速发 展 ， 三维 可 视化 技 术 在城 市规 划 、 政管 理 、 共交 通 、 市 公 电力 、 利 、 游 水 旅
数据 的六 大要 素包 括 地 貌 、 民地 、 被 、 系 、 居 植 水 道
BIM与GIS技术在数字城市建设中的应用研究
BIM与GIS技术在数字城市建设中的应用研究数字城市是指利用先进的信息与通信技术对城市进行智能化管理和优化，提供便利的公共服务，提高城市的可持续发展能力的城市建设模式。
BIM（Building Information Modeling）和GIS（Geographic Information System）是数字城市建设中常用的两种技术，可以为城市规划、建设和管理提供大量的数据支持和决策参考。
BIM是一种基于三维模型的数字化工具，可以对建筑物进行全生命周期的管理。
在数字城市建设中，BIM可以通过三维建模技术对城市的建筑物、道路、绿化等基础设施进行模拟和设计。
通过BIM技术，可以实现数字城市的规划、设计、建设和管理全过程的集成化和协同化。
利用BIM技术可以对城市中的建筑物进行精细化设计，优化建筑物的布局和空间利用效率，提高城市的建设质量和资源利用效率。
GIS是一种基于地理空间信息的智能化系统，可以对地理空间信息进行采集、处理、存储、分析和展示。
在数字城市建设中，GIS可以将城市的各种地理空间信息进行整合和可视化展示，为城市的规划、建设和管理提供重要的决策支持。
利用GIS技术可以对城市的地貌、土地利用、交通流量等信息进行分析和模拟，为城市的规划和交通管理提供科学的依据。
可以研究BIM与GIS技术的整合方法和工具。
BIM和GIS是两种不同的技术体系，如何将它们进行有效结合，实现数字城市建设中的数据共享和交流，是一个重要的研究方向。
可以探索BIM和GIS技术的标准和规范，建立起统一的数据格式和数据接口，实现BIM和GIS技术的互操作性。
可以研究BIM和GIS在数字城市规划和设计中的应用。
数字城市的规划和设计需要考虑到建筑物的布局和道路的交通流量等因素，通过BIM和GIS技术可以对这些因素进行模拟和分析，为城市的规划和设计提供科学的依据。
可以利用BIM和GIS技术对城市的建筑物进行三维模拟，评估巨大量流引起的交通拥堵等问题。
工程设计的未来数字化与可视化的趋势
工程设计的未来数字化与可视化的趋势近年来，随着先进技术的不断发展和普及，工程设计领域也迎来了数字化和可视化的革命。
数字化与可视化技术的应用正逐渐改变了传统的工程设计方法，呈现出一种拥有更高效率、更准确、更灵活的工程设计趋势。
本文将探讨工程设计的未来数字化与可视化的发展趋势，并就其带来的影响进行分析。
一、数字化技术在工程设计中的应用1. 三维建模技术数字化技术的一个重要应用是三维建模技术。
通过使用三维建模软件，工程设计师可以将设计方案转化为精确的三维模型。
这不仅使得设计过程更加直观和可视化，也使得设计师可以更好地理解和分析设计方案。
此外，三维建模还可以与其他工程软件进行集成，实现更高效的数据交换和协同设计。
2. 虚拟现实技术虚拟现实技术的发展为工程设计师提供了更加沉浸式的设计体验。
通过使用虚拟现实设备，设计师可以在虚拟环境中亲身体验和调整设计方案。
这种可视化和交互式的设计过程不仅提高了设计的准确性和质量，还能够帮助设计师更好地与客户和团队合作。
3. 数据分析与模拟数字化技术还可以用于进行工程数据的分析和模拟。
通过采集和处理实时数据，工程设计师可以对设计方案进行更准确的评估和预测。
这不仅可以帮助设计师优化设计方案，提高工程效率，还可以降低工程风险和成本。
二、可视化技术在工程设计中的应用1. 可视化交流和展示可视化技术为工程设计师提供了一种更加直观和生动的交流方式。
通过使用可视化工具，工程设计师可以将复杂的设计概念和方案以图形、动画等形式进行展示和解释，使得非专业人士也能够更好地理解和评估设计方案。
2. 可视化决策支持可视化技术还可以为工程决策提供支持。
通过将大量数据可视化展示，决策者可以更轻松地分析和比较各种方案，做出更明智的决策。
例如，在城市规划方面，可视化技术可以帮助政府和规划者更好地评估不同方案的影响并做出合理的规划决策。
3. 可视化仿真和演示可视化技术还可以用于进行工程仿真和演示。
通过将设计方案以动画或虚拟现实的形式呈现，工程设计师可以更好地展示设计效果和细节，使得客户和决策者能够真实体验和感受设计方案。
宁波市三维数字地图建设与应用
来设 计 规 划 。 （ 图 １ 图 ２ 如 ） ２２ 内 形 势 ．国
波市 的城市空 间框架 ，通过与 宁波市各部 门的业 务信息 系 的建 设为例 ，分析 了
统 （ 规 划 管 理 与 审 批 系 统 ．应 急 管 理 系 统 、社 会 安 全 系 三维数字地图的建设 如 结合 ．实现城市 三维空 间信息数据 的全 方位共享 与交换 ， 技 术 ，最 后 就 三 维 数
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了一批城 市三维信 息管理 系统 ，取 得 了良好的应 用效果 ． 如武汉三 维数字 地图系统 、广 州规划三维 电子报 批系统 、 数字烟 台三维城 市规划 信息系 统 三维 数字北 京等。 （ 如
图 ３ 图 ４ ． ）
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圆 匿痢 ［三
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件平 台为依托 ．以相关 国家政策 ，法规和 行业标 准等为保 的重要意义 ，然后 以
障 ．通过ｌｔ ｔｎｒｎｔ ｎｅ ／ ｔ ｅ等方式真 实、直观 、充分地展现 宁 宁波市三维数字地 图 ｍｅ Ｉ ａ
三维 数字 地 图是 利 用虚 拟现 实 技 术而 建 立 的三 维模
型 ，它 运 用 多 媒 体 技 术 和 三 维 可 视 化 技 术 将 图 形 图 像 、 文 字 、声 音 等 纳 入 到 统 一 的 窗 口 系 统 下 应 用 ，使 其 具 有 虚
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智慧城市的三维建模及数据可视化技术
智慧城市的三维建模及数据可视化技术智慧城市是指基于物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的城市。
在智慧城市建设过程中，三维建模及数据可视化技术是不可或缺的一环。
一、三维建模技术三维建模技术是指将城市的地理信息、道路、建筑物等要素用计算机模拟出来，形成具有立体感的数字市容数字模型。
三维建模技术可以提供真实感的空间感知，可以通过模拟和实时展示方式提高城市规划、管理的效率以及城市建设的透明度。
三维建模技术还可以为城市建设提供高质量的虚拟漫游、虚拟展示、虚拟预览等功能。
目前三维建模技术已被广泛应用于城市规划、城市建设、城市管理、公安等领域。
三维建模技术可以为规划人员提供真实的城市模型，从而更好的规划城市；城市建设者可以应用三维建模技术进行设计和施工，提高施工效率；城市管理者可以利用三维建模技术提高城市管理工作的效率；公安机关可以应用三维建模技术进行模拟演练和智能监控。
二、数据可视化技术数据可视化技术是将城市数据用图形方式展示出来，从而使数据更具有直观性和可理解性。
数据可视化技术可以帮助城市管理者快速分析和处理城市数据。
在智慧城市建设中，数据可视化技术是智慧城市的核心技术之一。
数据可视化技术可以将城市数据用数字图像、流程图、量表图、条形图、柱状图、饼状图、地图、热力图等方式展示出来。
这些图形可以帮助城市管理者更好地分析城市各项指标，从而及时发现问题并采取有效的治理措施。
三、三维建模技术与数据可视化技术的结合三维建模技术和数据可视化技术在智慧城市建设中具有重要的意义。
三维建模技术可以构建一个真实、立体、高度逼真的城市模型，而数据可视化技术则可以在城市模型中展示城市数据，从而使数据更具有可读性和可理解性。
当三维建模技术和数据可视化技术相结合时，可以构建一个高度逼真的虚拟智慧城市。
在这个虚拟智慧城市中，城市管理者可以实时监测城市各项指标，如交通、环保、安全等，从而能够及时发现问题并采取有效措施。
四、三维建模技术与数据可视化技术的应用三维建模技术与数据可视化技术已经被广泛应用于智慧城市建设中。
城市实景三维数字底座构建关键技术与应用
城市实景三维数字底座构建关键技术与应用随着科技的飞速发展，数字技术在城市规划和建设中发挥着越来越重要的作用。
城市实景三维数字底座作为数字城市的重要组成部分，为城市管理和规划提供了直观、立体的数据基础。
本文将深入探讨构建城市实景三维数字底座的关键技术及其应用。
关键技术：数据采集与处理：激光雷达技术：通过激光雷达扫描获取高精度点云数据，是构建实景三维数字底座的基础。
多源遥感数据融合：结合卫星遥感、无人机等手段，实现对城市全貌的多角度、高分辨率的影像获取。
三维建模与纹理映射：自动建模算法：利用点云数据和图像信息，自动化生成三维模型。
纹理映射技术：将真实感强的纹理信息映射到三维模型上，增强模型的视觉效果。
数据管理与组织：地理信息系统（GIS）技术：实现对三维数据的空间查询、分析和可视化。
数据库管理：采用关系型数据库或非关系型数据库，高效存储和管理海量三维数据。
实时动态更新与维护：智能感知设备：利用物联网、传感器等技术，实时监测城市变化。
增量更新机制：仅对发生变化的部分进行更新，降低数据维护成本。
安全与隐私保护：数据加密传输与存储：确保数据在传输和存储过程中的安全性。
访问控制与权限管理：限制对数据的访问权限，保护用户隐私。
应用场景：城市规划与管理：辅助城市规划师进行空间分析和规划决策。
实现城市部件的数字化管理，如建筑物、道路、绿化等。
应急响应与灾害防控：实时监测城市环境变化，为灾害预警和应急响应提供数据支持。
模拟灾害发生时的场景，为救援和防控提供决策依据。
智慧交通与出行：提供高精度地图服务，支持智能导航和自动驾驶。
实时分析交通流量，优化交通信号灯控制策略。
文化与旅游资源保护：对古建筑、历史遗址等进行数字化存档和保护。
为旅游规划提供数据支持，提升游客的游览体验。
公共服务优化与设施管理：为公共设施（如公园、公共卫生间等）的布局和管理提供决策依据。
实现设施使用情况的实时监测和预警，提高公共服务效率。
环保与可持续发展：监测城市环境质量，评估空气质量、水质等指标。
城市空间三维地图及其在智慧城市中的应用分析
城市空间三维地图及其在智慧城市中的应用分析摘要：智慧地球的提出加速了数字城市的发展建设，如何快速、准确地获取具有高真实感的城市三维模型已成为重要的研究方向。
三维地图与传统二维地图相比，能够更直观地对地理空间进行展示、更强大多维度空间分析功能等优点。
本文首先对城市空间三维地图进行系统梳理，进而探讨三维地图与智慧城市结合的必要性，最后讨论了三维模型在城市规划管理中的应用。
关键词：城市空间三维地图；智慧城市；规划管理引言随着计算机技术及传感器的不断发展，城市的数字化表达由二维逐渐过渡到三维，城市发展和建设逐渐趋于规模化和立体化。
与二维数据相比，三维数据具有信息量丰富、感官真实等优势，使得动态交互的方式成为可能，在城市规划建设、应急管理等方面意义重大，如何建立高效、准确的城市数字三维模型是一个重要的研究方向。
当前，新型智慧城市建设还未全面深入开展，虽然我国智慧城市试点数量位居全球首位，但无论是特大型的一线城市还是中小型城市，开放、共享的城市信息模型数据仍未全面形成，直接的三维数据获取渠道尚未开放，且数据共享程度不高。
多数城市的智慧化应用平台研发迫切需要城市三维模型数据支撑。
1城市空间三维地图关键技术城市空间三维地图相较于传统二维地图，对象的表达空间从二维平面转变到三维世界，能够将地形地物的几何特征和纹理细节精细且逼真地展现出来，展示效果更具有真实感，且尤其重视人机交互响应时的图像渲染质量、低延迟和实时特征。
本文所采用的城市三维GIS场景快速构建方法技术路线共分为5个步骤：（1）建筑底面轮廓数据获取。
建筑底面轮廓数据即建筑物正射投影到地面所形成的边界矢量数据，且该数据属性需记录对应建筑的高度值或楼层数。
建筑底面轮廓数据的获取途径大体上可分为以下3类：从城市全要素地形图直接提取建筑要素；以高分辨率遥感影像或航片为数据源，通过影像自动分类解译，辅以数据后处理获得；向正规渠道的图商采购或借助网络数据抓取手段获取（抓取手段获取的数据可靠性低，可用于实验，实际项目不宜采用）。
三维地形可视化技术在城市设计中的应用
三维地形可视化技术在城市设计中的应用一、引言城市设计作为一门综合性学科，致力于通过科学的规划和设计手段改善城市环境，提高居民的生活质量。
而随着科技的不断发展，三维地形可视化技术逐渐被引入城市设计领域，为城市规划者和设计师提供了更加直观、准确的数据和呈现方式。
本文将探讨三维地形可视化技术在城市设计中的应用，以及其对城市设计带来的重要影响。
二、三维地形可视化技术的基本原理与方法三维地形可视化技术是一种通过计算机图形学和地理信息系统相结合的方法，将地理数据转化为具有立体感的图像，以模拟真实地貌和地形信息。
其基本原理是通过建立数字地形模型，然后利用软件工具将地形数据转化为立体模型的形式，最终实现对地形的可视化展示。
三维地形可视化技术的方法主要包括：1. 高程数据处理：通过对地形数据进行处理和分析，获取各点的海拔高度，形成高程数据。
2. 三维建模：利用建模软件，根据高程数据生成虚拟的三维地形模型。
可以根据需要对地形进行平滑、加密，以及添加光照等效果。
3. 纹理贴图：为三维地形模型添加纹理贴图，使其更加真实、生动。
纹理贴图可以包括地表植被、建筑物、道路等各种元素，使得地形模型更加贴近真实情况。
4. 动画与交互：通过动画技术和交互式操作，实现对三维地形模型的动态漫游和交互浏览，为城市设计者提供更加直观的感受和操作方式。
三、三维地形可视化技术在城市设计中的应用1. 城市规划和用地分析利用三维地形可视化技术，城市规划者可以更加直观地了解城市的地貌、地势特点，从而做出更加准确、科学的用地规划。
通过模拟不同用地条件下的三维地形模型，可以有效评估城市规划方案的可行性和影响。
同时，三维地形可视化技术还可以辅助进行用地分析，帮助规划者评估不同区域的适宜性、可达性等指标。
2. 建筑设计和景观规划在建筑设计和景观规划中，三维地形可视化技术可以为设计者提供更加准确的地形信息和空间感受。
通过对地形进行三维模拟，可以更好地考虑建筑物与地形之间的关系，使建筑与环境相融合。
“数字合肥三维城市景观系统”的建设与应用
与推 广 的重任 ， 拥有 先进 的测 绘高 新技 术手 段 ， 累 了 积 丰富 的城 市空 间 信 息资 源 ， 为建 立 城 市 三 维 规划 信 息
系统 奠定 了 良好 的技 术 与 数 据基 础 。因此 ， 肥 市 测 合 绘 设计 研究 院 于 ２ ０ ０ ８年初 开始 正式 启动 了 “ 字合 肥 数
策手段 ， 高城 市管理效率 ， 提 实现城市可持续发展 。
３ 系统 技 术 设 计
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三维城 市景 观 系统 ” 的建 设 ， 目的是 为 提高合 肥 市规划 管理工 作 的智 能化 、 学 化与 规范 化水平 ， 进 数字 合 科 推
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数字城市三维建设与可视化应用摘要:三维建模技术是城市三维可视化的基础，也是三维城市GIS应用的关键。
对城市空间实体三维建模技术和可视化过程进行深入研究，探讨基于不同数据源的地形和地物的建模方法，并提出了一个城市三维可视化应用系统框架，为城市数字化建设提供了一个有效、可行的方案。
关键词：三维建模；可视化；地理信息系统城市GIS正从二维GIS发展到三维GIS,城市三维建模与可视化技术是一个研究热点,也是三维GIS应用的关键技术。
城市三维可视化系统是指能对城市区域内空间对象进行三维描述和分析的GIS应用系统,是一个可视现实和虚拟现实集成的系统。
随着GIS技术、数据库技术、网络技术、计算机图形显示技术和硬件的快速发展,三维可视化技术在城市规划、市政管理、公共交通、电力、水利、旅游等多个领域得到了广泛应用。
三维建模与可视化尽管在理论研究和实际应用中取得了很大进展,但在复杂建筑物建模、纹理提取、信息获取和卫星遥感图像矢量化等方面还有一些问题有待研究解决。
1、数字城市三维模型建模方法可视化与数据建模密不可分,城市实体三维建模是实现城市三维可视化的关键,城市实体的三维表达与分析都是重要的研究内容。
构成数字城市的各种空间实体在几何结构、内部属性等方面都具有不规则性、不确定性和复杂性,整个城市实体就是一个三维、动态的开放系统。
表示地理信息空间数据的六大要素包括地貌、居民地、植被、水系、道路和境界,对于城市而言,其中重要的是地貌和居民地。
从实体建模的角度看,城市模型主要分为地形模型和地物模型两个大类,包括地形、地物以及实体空间位置的几何模型和描述地表覆盖、地物纹理信息等。
1.1地形的三维建模地形是数字城市中最重要的地理对象,是城市实体的三维空间基础。
利用正射影像加数字高程模型(DigitalElevationModel,DEM)可以生成三维地形的图形表示。
数字高程模型(DEM)是地形表面形态的数字表示。
DEM是地理信息系统中最重要的空间信息资料和进行地形分析的核心数据,也是绘制三维实体和进行地形分析的重要基础数据。
DEM是定义在二维区域上地形特征空间分布及关联信息的一个三维向量(xi,yi,hi)的T次方，其中xi,yi表示地形点的平面位置,hi表示地形点的高程。
DEM是以离散分布的平面点上的高程数据来模拟连续分布的地形表面。
目前,获取DEM数据主要有以下三种方法1.1.1野外实地测量这种方法适用于精度高、采集面积较小的场合。
其基本过程是根据测量学原理,利用野外测量仪器和设备测定控制点和采样点的空间位置,选择地形特征点、线进行采样,将测量数据存贮在计算机中。
该方法的优点是可以获取高精度的DEM数据,缺点是劳动强度较大、效率较低,不适用于大范围面积DEM数据的获取。
1.1.2地形图数字化通过对地形图进行扫描,利用R2V和AutoCAD等软件对扫描得到的栅格图像进行矢量化,然后添加地形特征线,最后生成DEM。
这种方法所需的原始数据源(地图)容易获取,对作业所需的仪器设备和人员的要求不太高,采集速度也比较快。
1.1.3全数字摄影测量该方法以航摄立体像对或高分辨率遥感卫星立体像对作为数据源,根据视差模型、自动选配左右影像的同名点,建立DEM。
根据摄影测量的基本原理,在解析测图仪或数字摄影测量系统上经过内定向、相对定向和绝对定向等过程,采用自动或半自动方式,按一定的间距,采样出DEM数据。
该方法要求具备专业的仪器设备。
目前,通过航空遥感能够获取地面高分辨率影像和地物描述信息,从航空遥感影像中自动提取DEM的技术已经成熟,地物信息的提取也实现了半自动化,数字摄影测量技术已经成为从航空遥感影像中提取地面三维信息的重要手段。
航空遥感具有覆盖面小、更新周期长等不足,而航天遥感的发展可以克服上述不足。
随着传感器技术的不断进步,卫星影像的分辨率越来越高,航天遥感已经步入了一个能快速提供多种高分辨率对地观测海量数据的新阶段。
利用DEM对地形进行三维建模有多种方法,常用的有正方形格网(Grid)、不规则三角网(TriangulatedIrregularNetwork,TIN)和混合网(Grid2TIN)等。
这些方法都在实际的地形建模中得到了应用。
正方形格网是一种栅格数据结构,它把数字地面模型覆盖区划分成为正方形格网,每个网格的大小和形状都相同,用相应矩阵元素的行列号来实现网格的二维地理空间定位,第三维为高程信息。
正方形格网数据结构、拓扑关系简单,便于存取和处理,算法容易实现,但数据冗余过大,尤其是在地势起伏不大的地区更加明显。
不规则三角网是把数字地面模型覆盖区域划分为许多相互毗邻的三角形区块,划分的三角形数量越多,越能反映真实的地貌。
不规则三角网的点、弧、面拓扑关系简单,存储结构紧凑,检索方便。
不规则三角网数字地面模型根据地形的起伏决定数据量的大小,因而能有效地表达地形的结构特征。
在同等精度下不规则三角网地面模型比正方形格网存储效率更高,但其算法实现比较复杂。
Grid和TIN二者各有优缺点,适用于不同地形。
基于Grid的建模常用于地势平缓地区,而TIN适应于地形破碎、陡峭等地形变化剧烈的区域。
在实际应用中,可以采用Grid与TIN相结合的混合网模型。
例如,可以首先建立基础的Grid网,如果数据中包含结构线,则将Grid网分解成局部TIN网。
1.2地物的三维建模在地物模型中主要考虑建筑物、道路、桥梁和水域等地物的建模,而建筑物是城市模型中最关键的地物,它的建模对于三维城市可视化具有十分重要的意义。
对于建筑物,人们不只是关心其外形的描述,而且要求知道其几何结构和属性信息,以便对其进行空间分析和不同层的属性查询。
建筑物建模分为几何形状建模和纹理映射建模,建筑物的三维几何形体的表达是三维数字城市建模研究中的重要内容。
目前常用的城市地物三维建模方法可分为三种类型:基于二维GIS的建模方法、基于CAD的建模方法和基于遥感影像的建模方法。
三种方法在城市三维建模和可视化应用中各有优势和不足。
1.2.1基于二维GIS的建模方法GIS数据库包括空间数据和属性数据,空间数据表示地理实体的空间位置及相互关系,属性数据表示地理实体的名称、类型、数量等。
空间数据抽象为点、线、面三类特征。
二维城市GIS已包含了大部分建筑物实体建模所需的基础数据,因此直接从二维城市GIS数据转换到城市三维模型是一条经济快捷的有效途径。
城市三维建模需要真三维的空间数据(如位置、高程或高度数据)和真实影像数据(如建筑物纹理信息),而现有二维GIS不具有第三维信息。
基于二维GIS构建城市三维模型常采用二维GIS和DEM结合的方式,用DEM作为建筑物的承载体表达地表的起伏,再根据建筑物的相对高度信息构建具有真实地理分布的三维城市景观。
基于二维GIS的建模可以方便地构建大范围的简易城市三维模型,但最大缺陷在于这类模型仅能表达相对规则的建筑物,难以重构形状复杂的城市实体,同时由于缺乏准确的第三维数据和纹理信息,所构建的模型缺乏真实感,且对实体信息表达不足。
1.2.2基于CAD的建模方法基于CAD的建模方法是采用AutoCAD、3DSMAX等建模软件建立三维CAD模型,一个三维CAD模型由一个或多个多边形模型(或者称为网格模型)构成,它能够表达建筑物详细的几何特征。
在CAD系统中,物体三维模型的信息是通过对图形进行实体拉伸和计算各种设计参数来实现的。
CAD技术在图形处理和真三维建模方面具有独特的技术优势,是一种逼真的三维实体建模方法。
基于CAD的建模不仅仅表达了对象的外表,而且还可以描述对象内部的复杂结构,但CAD三维模型的建模过程包含复杂的人机交互过程和大量的手工操作,成本很高。
1.2.3基于遥感影像的建模方法基于遥感影像的建模方法是利用立体影像数据和数字摄影测量技术,根据影像间的相互关系得到地物点坐标,建立数字地表模型,然后通过纹理映射,建立建筑物模型。
遥感影像数据能够提供下列数据:建筑物的三维几何模型、DEM和数字正射影像。
数字摄影测量系统的推出为三维城市数据的获取提供了经济、快捷的方法,从遥感影像中提取地物信息实现了半自动化。
三维城市模型的数据源分为近距离获取的数据和远距离获取的数据,不同的数据源适应不同的建模方法。
近距离获取数据的方法包括近景摄影、近距激光扫描和人工测量等;远距离获取数据主要采用基于遥感影像的方法,包括航空影像、卫星影像、机载激光扫描等。
基于遥感影像的方法适用于大范围城市地面模型和建筑物模型的获取,通过利用数字摄影测量系统可以进行有限程度的半自动建模。
但是,基于遥感影像建立的三维建筑模型不能详细描述建筑物表面所有细节和特征,难以满足用户近距离观察和室内漫游的需求。
除了DEM,构建三维城市模型还需要建筑物高度、建筑物几何模型、建筑物影像纹理以及语义特征等数据。
建筑物几何要素所描述信息包括空间三维坐标信息(包括高度信息)和构成该建筑物的点、线、面信息。
各种建筑物的点、线、面的组合方式不相同,可以按功能或形状对建筑物分类,分别对每一类建筑物的几何信息进行处理。
例如,可以根据建筑物的形态结构特征把建筑物分解为平顶、特殊顶和球顶等。
建筑物建模的难点主要是各种特殊顶和一般凹面的表示,由于三角形是最简单的凸多边形,因此,对于各种特殊顶部形状,可以采用将凹多边形分割为一系列不重叠的三角形的方法。
三维空间构模是目前研究的一个热点,国内外提出了多种三维空间构模方法,可以将其归纳为基于面模型、基于体模型和基于混合模型等三大类。
面模型侧重于三维空间表面的表示,它通过表面表示形成三维空间目标,其优点是数据存储量小,建模速度快,且便于显示和数据更新,不足之处是空间分析难以进行。
体模型是基于三维空间体元分割和真三维实体表达,体元的属性可以独立描述和存储,其优点是适于空间操作和分析,但数据结构复杂,存储空间占用大,构模速度慢。
面-体混合模型则综合了面模型和体模型,以及综合规则体元和非规则体元的优点。
1.3地物纹理数据的获取与映射除了建筑物的几何模型,重构三维建筑物还需要纹理数据。
获取纹理数据的方法除了利用贴图素材库和实地拍摄采样,最经济的方法是从遥感影像中提取。
生成真实感的三维城市需要在城市地物模型表面粘贴真实的纹理影像,建筑物模型表面纹理影像主要来源于航空影像。
由于航空影像是从空中向下投影,因此屋顶纹理可以很方便地在航空影像上提取。
而墙面有的是在空中可见的,纹理可在航空影像上直接提取,有的则被遮挡,此时则需要采用实地近景拍摄的影像。
纹理数据获取后,就需要考虑如何将纹理映射到相关的建筑物上。
纹理映射是用图像来替代物体模型中的可模拟或不可模拟细节,从而提高显示的逼真度和速度。
纹理映射技术是一个简化复杂几何模型的有效办法,它通过指定方式将各多边形顶点的三维空间坐标与其二维纹理坐标相对应,可以方便地生成复杂的视觉效果。