数字三维城市建模技术探究

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1、数字三维城市建模技术探究　　摘要：本文介绍了三维城市建模需要的数据条件及手段，并介绍了关于数字城市三维建模的关键技术、工艺、纹理方案，并介绍了在建模实际过程中应该注意的原则、数据规范及质量要求。关键词：数字城市；三维建模；中图分类号：O343.2文献标识码：A文章编号：1概述随着计算机技术的不断发展，城市规划等领域对地理信息数据的要求也越来越高，以二维数据为主体的GIS应用，已经不能满足城市专业应用的空间数据表现形式，一种更加直观的、所见既所得的三维空间数据逐渐成为一种崭新的、客户热衷的数据表达方式，它将成为数字城市的核心数据。三维数据既弥补了二维数据的不足，并提供了直观的表现

2、，又展示了城市空间形态的要点和亮点，使城市地理、资源、环境、生态、经济等实现可视化，在规划和管理上提高了效率。2三维城市所需的重要数据为数字城市提供的重要数据：2.1数字线划DLG2.2数字高程模型DEM132.3数字正射影像DOM3数字三维快速建模的关键技术3.1地形数据的高保真提取3.2各类影像的正射影像制作3.3高精度矢量信息提取3.4工业级的三维数据快速建模生产3.5标准数据格式的转换3.6海量三维场景数据的漫游浏览及应用开发4数字三维模型几种建模工艺4.1批量建模：目前最为廉价高精度的、快速城市三维批量建模工艺。特点：场景真实，建模精确，建模速度快，成本低廉，可以扩充

3、根据要求实现纹理粘贴的精细建模。4.2建精模：成本高，城市三维逐个建模。特点：场景极为真实，纹理、线条，所见即所得。成本高，建模速度慢。5城市三维建模建筑物纹理的几种处理方案5.1自动批量建粗模5.2自动建模按照一定规程加纹理5.3自动建模加手工纹理照片粘贴5.4手工建模照片纹理粘贴6三维模型的建立136.1地形建模地形建模的方法主要是采用在某地区的DEM数据的基础上叠加遥感影像来完成三维地形的显示。对DWG地形图进行处理，提取其中的等高线图层，对等高线数据进行内插处理，生成地形DEM。这一过程可以在AutoCAD和ArcGIS中完成。对影像进行纠正和投影变换，用符合美观自然的

4、原则来进行调色，成为三维城市底图。6.2建筑物建模对于大区域的建筑群进行三维建模时，需要对不同类型的建筑物进行分别建模，对于城市片区内部的建筑以简单纹理的体块表示；沿街的主要建筑需要在体块的基础上添加照片纹理，增强真实感；对于结构复杂或者重要的标志性建筑可使用3DMAX进行单独建模，赋以精细的结构和纹理。这样处理不仅会提高建模的效率，而且减少了数据量，有利于三维场景的显示和漫游。6.3普通建筑的粗模将处理好的建筑物数据与楼层标注信息进行空间关联，给建筑物赋以楼层属性，并按照一定的规则比如米，比如层数，并辅以简单统一的纹理，或者按照素材库来按照颜色来贴图。6.4纹理映射13纹理的

5、意义可简单归纳为:用图像来替代实体模型中的可模拟或不可模拟细节，并提高了模拟逼真度和显示速度。建筑物纹理是建筑物三维模型的重要组成部分，它的质量决定了场景的整体效果与纹理细节，并最终决定场景的逼真程度。需要拍摄大量的建筑物近景照片，并在Photoshop中对近景照片进行处理,主要是综合利用裁剪、拼接、自由变换和拉伸等一些基本操作。处理后的照片最好保存为JPG格式,以减少数据量,同时图像的分辨率应调整为2的幂次方,图像的大小也应该尽量小于100KB。而建筑模型的顶面纹理则是从遥感影像中采集的。6.5特殊建筑城市内一些结构复杂的建筑或是标志性建筑，不能采用自动拉伸的方法建模，如古建

6、筑、桥梁、大型雕塑等诸如此类的不规则物体及其标志性建筑物都需要进行单独的建模。在3DMAX中对这些建筑进行单独建模，赋以精细的结构和材质。6.6其它建模部分13对树木的处理，采用透明纹理的方法，而不是立体模型，这样做的目的主要是考虑到数据量的问题。目前通用的方法是采用交叉面纹理或是单个纹理表现单个树木，本研究采用单张纹理的方式。当采用此方式时，树木的显示为广告牌技术，即不论场景怎么旋转，对象总保持面向屏幕和观测者。对道路和绿地的处理，可以采用真实纹理的方式，也可以用单一颜色填充表示。7总体要求7.1采集原则7.1.1几何数据采集原则①选用的已有测绘资料应满足建模现势性和精度要求

7、，不能满足要求时，应按有关技术规定进行更新测量。②平面和高程数据的采集，应符合现行相关技术规定。7.1.2纹理采集原则①应选择光线较为柔和均匀的天气，按正视角度进行拍摄，避免逆光拍摄。②应拍摄地物所有部位的表面影像。有重复单元的表面，宜拍摄局部。无重复单元的表面，应拍摄完整表面。对结构复杂或无法正视拍摄的表面，应进行多角度拍摄，并利用图像处理软件进行纠正和拼接处理。③应根据不同细节层次的模型以及相应的精度及表现要求，确定拍照需要表现的细节。④应拍摄有代表性的表面影像制作通用纹理或示意纹理。7