三维数字城市3D模型介绍
数字城市三维模型技术规范
数字数字城市城市城市三维模型技术规范三维模型技术规范一、 建模准备工作1. 场景单位的统一1) 在虚拟项目制作过中，因为通常较大的场景同时制作，所以都是以米做为单位会较为好操作些，所以，在建模之初就要把显示单位和系统单位都设置为M 。
2. 工作路径的统一工作路径的统一：：在项目操作时，往往一个项目会由许多人共同协作完成，这样，一个统计的工作路径就显得犹为重要，为便于我们项目管理及制作，我们在这里把项目的工作路径统一为：磁盘磁盘\城市项目名称\城市项目区块编号\MAX 存放项目相关场景文件存放项目相关场景文件；；\MAPS 存放项目使用的存放项目使用的贴图文件贴图文件贴图文件；； \MAXVR 存放烘培好的场景所有文件存放烘培好的场景所有文件（（包括烘培好的MAX 文件和烘培好的纹理贴图.DDS 文件文件））\MAXVR\MAX 存放烘培好的MAX 文件文件；；\MAXVR\MAPS 存放烘培好的纹理贴图..DDS 文件; \3DM 存放导好的3DM 格式相关文件格式相关文件；；二、 建筑建模的要求及注意事项建筑建模工作包括模型细化处理、纹理处理和帖图，三者同时进行。
帖图可用软件工具辅助完成。
场景制作工具统一采用3dsmax9.0。
1.建筑精度的认定及标准1)一级精度建筑1.哪些建筑需要按1级精度建模——地标建筑、层数>=18层的建筑、建筑面积>=20000m2的建筑、大型雕塑、文物保护单位、大型文化卫生设施、医院、学校、商场、酒店、交通设施、政府机关、重要公共建筑等2.1级模型建模要求——需精细建模，外形、纹理与实际建筑相同，建筑细部（如：屋顶结构，建筑转折面，建筑与地面交界的铺地、台阶、柱子、出入口等），以及建筑的附属元素（门厅、大门、围墙、花坛等）需做出；3.1级模型应与照片保持一致，丰富其外观细节，应避免整个墙面一张贴图，损失了模型的立体效果；需注意接地处理，例如玻璃不可直接戳在地上；该有的台阶、围墙（含栅栏、大门）、花坛必须做出；建筑的体量应与照片一致；4.面数限制——1级模型控制在1000~2000个面。
三维城市建模
三维城市建模技术城市是现代文明的中心，迅速加快城市化进程已经使城市的可持续发展显得至关重要，城市空间的管理已经不满足现在分散、单一的模式，需要对城市空间范围内的地上和地下信息进行综合管理，通过建设城市区域三维地理信息系统，对城市的空间信息进行综合管理和服务，才能够满足当前城市快速发展所面临的应用需要。
城市区域三维GIS是一个涵盖地表、地上、地下等多维空间信息的三维地理信息系统，在城市区域三维GIS的支持下，我们可以在一个统一的时空框架下对城市地表以上、地球表面及地下进行整体的真3D可视化表达、管理、更新、查询、分析与操纵。
由此可见，城市区域三维GIS的实质是真三维GIS技术在城市工作中的应用，是综合使用三维GIS技术、遥感技术、空间数据库技术、三维可视化技术及计算机网络技术，实现对城市地物、地表、地质及其相关数据的有效存储、管理可视化再现与网络化服务。
三维城市模型，建立真实与虚拟世界间的桥梁，在历史演变中，传统制图技术运用于地图测绘以展现土地利用的状态，二维平面资料难充分发挥地图的功能，但对于三度空间世界的描述仍然不足，随着科技的发展，测绘技术演变至三维，通过新的测量技术可获取真实世界中各物体精确的几何资讯，包含位置、形状与大小等，进而建立三维虚拟城市模型，再者，数字化的三维虚拟世界，充满无限的可能，例如不受物理的限制随意于空间中各个位置与角度观察周边的环境，这些视觉上的经验难以在现实生活中得到，因此，虚拟的三维数字城市是忠实呈现真实世界重要的途径之一。
在专业应用上，由于三维数字城市为真实世界的缩影，故可用于决策支援，比如区域规划、都市更新、灾害防治等等。
数字形式表示地理空间成为热点,数字省市、数字城镇已经成为世界各国发达省市和地区21世纪的发展战略,成为争先抢占科技、产业和经济的制高点之一。
在构建数字城市的过程中,城市三维景观建模是一个重要的组成部分,是摄影测量与遥感、地理信息系统及计算机科学等学科的研究内容之一。
3DMAX城市3维模型制作
3ds max 是一个功能强大的，面向对象的三维建模、动画和渲染程序。
对于本次培训，我们的主要任务是：在城市建筑平面测量图的基础上，运用3ds max 建立3维城市建筑模型。
分成3个步骤：一、平面建筑模型处理；二、根据建筑高度建立3维建筑模型；三、对3维建筑模型贴图，使模型显得真实。
将重点放在三维建模上，利用3ds max 强大的建模功能，为GIS 建立需要的模型。
1. 平面建筑模型处理由平面模型通过高度拉伸建立立体模型，要求平面模型是一个封闭的、无毛刺的多边形模型。
通过实际测绘得到的平面模型由于精度的影响可能出现“未封闭”、“ 有毛刺”两种缺陷（如图1.1所示），对于连体建筑图形，需要取出整个建筑的外轮廓多边形。
这两种缺陷的存在会影响到后续的3维模型建立，必须在建立3维模型前加以消除。
实际建筑平面图一般由测绘单位通过实地测量得到。
以全站仪、GPS 和Cass 软件为代表的数字测绘技术是目前实际测绘工作中使用的主流技术，得到的建筑平面图一般是AutoCAD 图形文件格式(即dwg 格式)。
运用AutoCAD 软件可以方便地打开常用的建筑平面图，同时运用AutoCAD 可以方便地消除平面建筑图中的缺陷。
涉及到的AutoCAD 工具是“延伸”和“修剪”。
1. 延伸（Extend ）命令功能Extend 命令用于将对象的一个端点或两个端点延伸到另一个对象上。
可延伸的对象包括：直线、圆弧、椭圆弧、开放的二维和三维多段线和射线，可作为延伸边界的对象包括直线、圆弧、椭圆弧、圆、椭圆、二维和三维多段线、射线、参照线、面域、样条曲线、字符串或浮动视口。
2. 延伸调用方法AutoCAD 提供了三种等价的调用方法：（1）在命令行输入Extend 命令（如图1.2所示）。
（2）在菜单栏选择：修改→延伸（如图1.3所示）。
（3）在“修改”工具栏中（如图1.4所示）选择“延伸”命令图标。
未封闭 图 1.1 两种可能存在的缺有毛刺取轮廓输入命令 图1.2 在命令行输入“extend ”命令图1.4 从“修改”工具栏中调用“延伸”命令图1.3 在菜单栏选择 “延伸”命令3、延伸操作方法在执行“延伸”命令时，首先用鼠标选择基准边，按E n t e r 键结束选择，被选择的基准边以虚线形式显示；然后用鼠标，选择一个或多个要延伸至基准边界的对象后按E n t e r 键结束命令。
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。
三维数字城市建模精度与制作标准研究
三维数字城市建模精度与制作标准研究城市是区域经济、政治和文化中心，是现代产业高度集聚的地区和国民¾-济持续发展的载体，创造和集聚着国家巨大的物质财富，在我国¾-济社会发展中起着主导和带动作用。
“数字城市”是物质城市以二进制形式在计算机中的再现和反映，是以信息技术（尤其是地理信息技术）为核心、以网络技术为支撑的城市信息管理与服务体系，“数字城市”的建设任务就是利用现代高科技手段，充分收集、整合、挖掘城市各种信息资源，建立面向政府、企业、社区的信息平台、应用系统以及政策法规保障体系。
本文结合项目实际，探讨了三维数字城市工程建设中的模型建造的精度和标准问题。
三维城市模型（3DCM）是对真实城市的三维数字化表现，它突破传统平面地图的限制，通过对地形、地物的数字化三维模拟，提供给使用者一个与真实生活环境类似的虚拟城市环境，通过对三维虚拟城市的数字化管理，可为城市规划、建设与运营提供可持续发展的信息化服务，从而提高城市空间信息共享和利用水平，提升城市整体信息化管理水平。
当前，三维“数字城市”的研究与实践已¾-十分广泛，武汉市三维数字地图旨在搭建武汉市三维数字模型数据库，并建立三维数据的更新与维护机制，在此基础上，建成服务于城市规划设计与审批、城市建设和运营管理的空间信息平台。
一、三维城市模型制作精度三维城市模型是建设三维数字城市的基础和载体。
三维模型的制作精度直接影响可视化表现效果，模型制作越精细，场景表现效果越逼真。
但是，高精度的三维空间数据不仅会严重影响系统速度，同时也增加了模型建造成本，延缓了模型生产进度，因此，确定三维模型的制作精度，是项目初期就要考虑的问题。
三维模型的制作精度应满足软件系统的功能需求，因此，模型的建造应立足于应用；同时考虑到后期功能扩充和技术发展趋势，还应留有升级的余地。
综合考虑各种因素，武汉市三维数字地图项目的模型建设确立了以下原则：1、根据系统需求划分不同的LOD模型三维城市模型应分为多个级别进行建造，不同级别对应不同的简化程度和不同的应用领域。
三维数字城市 VGE_3DCity
三维数字城市 VGE_3DCity虚拟现实（Virtual Reality, VR）是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，是一种先进的人机交互技术。
它可以将规划和建筑设计中的概念和想法通过计算机构造的三维的、逼真的“虚拟环境”真实地表现出来，让使用者沉浸其中，并可以在虚拟环境中随意走动，感受虚拟环境带来的体验和撞击，使用户有强烈的参与感与沉浸感。
可以说，虚拟现实技术架起了现实和未来之间的桥梁。
城市规划在城市化过程扮演了极其重要的角色，但由于城市规划的关联性和前瞻性要求较高，因此它一直是对全新的可视化技术需求最为迫切的领域之一，然而，用传统手段，如平面图、效果图、沙盘乃至三维动画、三维全景等技术所无法达到的，VR 技术能为城市规划研究提供表现和辅助手段，让设计人员和决策者可以在宏观层面把握城市空间形态的要点和亮点，体现出城市特色。
VGE_3DCity 系统能使城市地理、资源、环境、生态、经济等复杂系统实现可视化、虚拟化，从而使城市规划具有更高效率。
使用更丰富的表现手法、更多的信息量，提高城市建设的时效性、城市管理的有效性，促进城市的可持续发展。
基本功能支持400 公顷面积细致场景，支持百万级三角形渲染，可以在普通PC 机上实现大场景虚拟漫游、支持场景特效包括光照，雾，雨，雪等特效，效果逼真。
支持快速的生成三维场景数据，只需要一般美工，就可以建立具有真实感的三维场景模型。
支持交互查询方式，在漫游过程中查询所见物体之属性信息，也可以从数据库中查询到场景中的物体。
系统对运行环境要求低，使用windows 2000/xp 操作系统的普通微机或图形工作站即可流畅运行。
应用范围城市规划：运用虚拟现实技术将规划方案真实、客观的呈现出来、可以使政府规划部门、项目开发商和各行业专家从任意角度、实时互动真实的看到规划效果，获得前所未有的直观感受，在方案评估、审批、公示、决策等方面发挥巨大的作用。
交通导航：能对较为复杂的区域，例如立交桥，复杂的街区进行三维全景模拟，给司机以绝对真实的场景冲击，以便指导司机正确的行车驾驶。
三维城市模型(3DCM)的研究与应用现状
摘
要 ：Ｄ ｂ 作为城 市逼真 的三维数 字表 示， ３ Ｃｌ 由于其在城市基础设施管理 、 无线通讯 网络规划 、 市开发 决策支持 、 城 污
染分布仿真 、 土木 工程 与军事行动支持等众多领域显现 出巨大的应用潜力 ， 现在 己成 为 ＧＳ领域 普遍 关 注的热点 问题 。就 ／
３ Ｃｌ Ｄ ｂ最近 时期 的发展 与研 究现状 、 实际应用领域进行 了 析 总结 ， 分 归纳研 究成果 ， 出 了存在 的 问题 ， 出 ３ Ｃｌ 指 提 Ｄ ｂ 的增值
的全 面质量 控 制［ 。作 为一种 空 间数 据 ， 范 与标 准 对 ３ Ｃ 的应 用 和发 展 其 有 至关 重 要 的 意 义。 上述 规 ＤＭ
随着 ＧＳ的发 展 ， Ｉ 以二维 为 主的 ＧＳ已逐步 向 ３ ＧＳ过渡 。 目前 ， 们在 ３ ＧＳ的研 究 方 面 已经 做 了 Ｉ ＤＩ 人 ＤＩ 较 多 的工作 ， 而在 进行 ３ ＧＳ研究 过程 中发 现 ， 然 ＤＩ 现实世 界 中各类 对象 及其 相互 间关 系 的复杂 性 远远超 乎 他们基 于 ２ ＧＳ的预 料 。事实 证 明建立 一个 通用 的 ３ ＧＳ平 台 目前 尚不 具 备条 件 【 。 因此 ， 们 工作 的 ＤＩ ＤＩ ｌ Ｊ 人
１ ３ Ｃ 统 一 表 达 及 其 Ｌ Ｄ模 型 ＤＭ Ｏ
自上 世 纪 ９ ０年代 于欧洲 提 出并 在 城市 建 设领 域得 到 应用 ， 目前 ３ Ｃ 已得 到一 定 程 度 的 发展 ， 多 ＤＭ 许 研 究者 从不 同角 度对 ３ Ｃ Ｄ Ｍ进 行 了研 究 。３ Ｃ Ｄ Ｍ可 以认 为是 ３ ＧＳ一 种 并 不成 熟 但 得 到一 定 程 度 应用 的 ＤＩ 系统原 型 。本世 纪初 期 ， 研究 主要 集 中于 ３ Ｃ 的数据 获取 、 据模 型 、 据管 理 、 视 化 、 间分 析 ， 型 ＤＭ 数 数 可 空 模 等 方 面 。随着研 究 与应 用 的不断 深入 发展 ， 特别 是数 字城 市项 目的不断 涌现 ， 三维 城市 空 间数据 获取 手段
模型主要内容及特征 bim 城市三维模型分级
模型主要内容及特征bim 城市三维模型分级随着科技的不断发展，建筑信息模型（BIM）已在我国城市建设与管理中发挥着越来越重要的作用。
BIM城市三维模型作为一种数字化的城市规划与管理工具，能够为城市设计、施工、运营等各个阶段提供全面、精准、实时的信息支持。
本文将对BIM城市三维模型及其分级体系进行详细阐述，以期为我国城市建设和管理提供有益参考。
一、BIM城市三维模型概述BIM城市三维模型是基于地理信息系统（GIS）和三维激光扫描技术（LiDAR）构建的，具有高精度、高真实性、可持续更新等特点。
该模型涵盖了城市的自然环境、地理信息、建筑物、道路、市政设施等各个方面，能够为城市规划、设计、建设、运营等环节提供全面的数据支持。
二、BIM城市三维模型的分级体系为了更好地满足不同场景和需求，BIM城市三维模型分为以下几个级别：1.基础模型：以地理信息系统数据为基础，构建城市宏观环境模型，为城市规划提供基本数据支持。
2.详细模型：在基础模型基础上，添加建筑物、道路、市政设施等详细信息，为建筑设计、施工提供精准数据。
3.实时模型：结合物联网、大数据等技术，实时采集城市运行数据，为城市运营与管理提供实时信息。
4.交互模型：通过虚拟现实、增强现实等技术，实现与现实城市的互动，为城市仿真、决策提供支持。
三、各级别模型的特点与应用1.基础模型：具有宏观性、全面性，适用于城市规划、土地利用、环境保护等领域。
2.详细模型：具有精准性、实时性，适用于建筑设计、施工管理、工程监理等领域。
3.实时模型：具有动态性、实时性，适用于城市运行监测、应急管理、公共服务等领域。
4.交互模型：具有交互性、可视化，适用于城市仿真、决策支持、宣传推广等领域。
四、BIM城市三维模型在城市建设与管理中的作用1.提高工作效率：通过对城市基础设施、建筑物的精细化管理，降低设计、施工、运营等环节的沟通成本，提高工作效率。
2.优化资源配置：基于BIM城市三维模型，实现城市空间资源的精细化管理，提高土地利用效率。
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三维数字城市生产方式
基于数字摄影测量 采用DEM、TDOM（DOM）地形数据配合建筑模 型完成三维数字城市场景的搭建
基于地形图、CAD规划图（传统建模） 采用纯地面建模配合建筑模型完成三维场景的搭建
基于数字摄影测量三维场景
基于地形图、CAD图三维场景
光
航空摄影 技术设计 像片控制测量
数据领取 空三加密
数据转换 采集特征点、线 DEM制作、质检 DOM制作、质检
影像索引图 外业组 立体相对 采集矢量建模 环节质检 顶部影像提取 环节质检 外业照片成果
道路、水系制作
TDOM制作、质检 环节质检 TDOM场景数据（修桥） 环节质检 小场景、道路影像修饰 光阴烘焙 环节质检 模型拆分命名 精细场景制作 侧面贴图
场景发布调试
空三加密
DEM采集、生成
生成DOM
真正射（TDOM）制作
纠正了建筑 物的倾斜与 遮挡 满足三维场 景美观度的 需求。
矢量采集
利用全数字 摄影测量系 统下采集建 筑物的平面 几何高程信 息
生产三维模型
采集的 矢量数 据自动 生成3D 模型
顶部影像提取
利用原始影 像数据，进 行建筑物顶 部纹理的提 取，生成基 础模型
测图建模 环节质检 顶部影像提取 环节质检 侧面贴图 贴图质检
光影烘培
环节质检 模型命名拆分 场景发布调试
最终场景检查
道路水系制作 环节质检 道路水系场景整合
三维数字城市道路等级的表现形式
DEM、TDOM叠 加方式
三维数字城市水系等级的表现形式
• 水面建模 （动态水） • DEM、 TDOM叠加
建筑侧面贴图及修饰
对照外业 采集的建 筑物照片 ，对基础 模型进行 测立面的 修饰与贴 图
三维数字城市场景整合
模型数据 与DEM、 TDOM数 据相叠加 ，完成城 市三维场 景的整合
最小单元的一个生产周期
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
公园、广场表现方式
• DEM、 TDOM叠加
构建虚拟世界 服务真实生活 共创和谐社会
谢