城市三维模型及其在城市规划中的应用

城市三维模型及其在城市规划中的应用

摘要：随着我国城市化进程的不断推进和发展，一些问题也逐渐显现出来，影

响了城市的可持续发展。而近几年来，地理信息技术得到了快速的发展，使得人

们人城市的全面感知更加的深刻，所以基于地理信息技术的城市三维模型在城市

规划中得到了广泛的应用，能够为城市的规划分析提供比较科学的依据。

关键词：三维模型；城市规划；应用

随着我国城市经济不断发展，城市规模继续扩大，城乡一体化建设逐步加快，大量人口涌入城市，《中国新型城市化报告》指出我国的城镇化率己过半，我国

城市化进入关键发展阶段。据联合国人居署和亚太经社理事会《亚洲城市状况》

调查报告，在未来年将有亿中国人完成从农民到市民的空间转换和身份转换。当

前我国正处于城市化引领经济增长的门檻节点，未来年中国发展方式将发生根本

性转变，城市化进程方兴未艾。目前国内的城市规划管理注重城市建设的定性、

定量和定位控制方面的二维审批管理，主要解决城市“应该建什么”、“可以建多少”的问题，缺乏对城市“怎么建这一问题的关注。当前城市规划在城市总体规划和分区规划阶段，注重城市土地使用功能的组合以及城市总体容量的控制，缺乏对城

市形态环境的控制，随着城市不断成长，城市形体环境面临挑战。

一、三维城市规划

城市三维空间信息,主要包括三维地形、三维建筑数据以及地表纹理图像数据,是城市三维模型的展示,也是三维GIS建设的基础工程。城市三维空间信息可以广

泛应用于城市规划和设计、城市气候的研究、污染控制和环境保护、城市光照研究、城市化进程的监测以及城市现代化管理,它也成为三维GIS建设所必需的信息

之一。

随着地理信息技术的不断发展，城市三维模型已经逐渐运用到了城市规划的

各个阶段了，通过利用GIS来对城市进行规划分析、方案设计、展示以及审批等，相较平面二维环境，能够解决更加复杂的问题，目前，我国在三维城市规划方面

付了很多的努力：

（1）在建立城市规划系统方面。

当下我国一些学者将三维地理信息技术与虚拟现实技术相结合运用到其中，

而这其中需要更多的三维模型空间分

析方法，所以开发出了规划管理系统以及三维城市规划信息系统。

（2）在促进规划者和决策者的沟通方面。

在规划辅助审批系统以及辅助决策系统中，应用三维地理信息技术，可以很

好地辅助规划者和决策者，因为三维

模型都是具有真实性的几何信息数据，所以使得规划者和决策者之间沟通起

来也就更加的直观、方便。

（3）在城市规划管理方面。

利用城市三维模型，在城市的规划管理上可以处理许多问题，比如模拟和分

析城市噪音、研究地面风场环境、模拟研究城市突发事件等等。此外，在对灾害

方面也可以运用三维模型技术，如在发生地震灾害的地区，利用无人机技术对灾

后地区进行影像的捕捉，然后通过三维建模技术对灾后环境进行分析，这也是近

几年来对规划灾后重建时经常用到的技术。城市三维空间信息,主要包括三维地形、

三维建筑数据以及地表纹理图像数据,是城市三维模型的展示,也是三维GIS建设的基础工程。城市三维空间信息可以广泛应用于城市规划和设计、城市气候的研究、污染控制和环境保护、城市光照研究、城市化进程的监测以及城市现代化管理,它

也成为三维GIS建设所必需的信息之一。

二、三维模型的建立

三维模型的建立主要采用3DMAX来进行，主要地物的几何数据通过原有校

园地图矢量化或己有数字测图成果获得。建筑物纹理素材使用数码相机实际采集，并采用相关软件处理。植被道路贴图采用来自网络的精细贴图。为了浏览的流畅，尽量减少建筑物的面数，使用贴图来表现细节。建筑物分为标志性建筑和普通建

筑进行建模。

三、城市三维模型在城市规划中应用

(1)三维数据的获取:①近景摄影测量影像，摄影测量中的近景通常指的是距

离小于100m的摄影，该种影像的拍摄方法需要从同一地物的不同方向进行拍摄，进而形成一个具有重叠度的多幅影像;③建筑规划设计图纸，建筑规划设计图纸

包含了建筑物的所有数据信息，是一种基础的参考数据;④城市大比例尺地形图，通过城市大比例尺地形图，能够获得城市建筑的二维平而几何信息，包括建筑物

的各角点平而坐标、建筑物平而的轮廓等。

(2)三维模型的构建。城市三维模型的构成通常采用B/S模式，Web服务器能

够实现使用终端以及数据发布服务器的无缝连接，同时能够在浏览器环境中为使

用者提供查询服务以及数据浏览业务，城市三维模型的应用体系主要包括以下几

个模块:①应用服务模块，该功能模块是利用空间网络三维数据信息的端口，向

用户提供各种使用服务，例如，电力能源、虚拟旅游、水利、交通国土资源、公

共安全等领域;②数据模块，数据模块通过利用地形数据融合软件，把高程数据

以及遥感影像数据融合成三维模型，通过压缩处理之后形成MPT，其读取采用数

据流的形式，WMS以及WFS会在OpenCIS数据服务端口进行规范化处理，同时

还能够提供二维数据信息服务。

(3)创建三维场景。创建城市三维地形场景，通过采用数字高程模型、数字正

射影像创建精度高的城市三维地形场景，其中DOM数据以及DEM数据要求使用im-age格式或者CEOTIFE格式，其中CEOTIFE的压缩比为1: 1，以此防出现影响

影像精度的现象，采用遥感处理软件进行数据的预处理与编辑，需要处理的内容

包括DOM,DEM坐标以及格式的准换;DE M在Er-das或者ARCCIS里的修改，以此

创建彼岸准的坐标体系，最后通过TerraBulide:软件中生成相应的三维地形场景。

四、结束语

总而言之，城市三维模型杂城市规划中的应用，能够创建高精度空间地理信息、人机交互方便、扩展性强、分析效率高、真实仿真的三维模型，对于提高城

市规划建设的正确性、严密性、合理性、科学性等具有非常重要的作用。

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