数字城市三维建模关键技术研究

三维模型能够真实、生动地表达三维空间信息,成为数字城市的研究重点。建筑物的三维建模作为主要的建模内容有着重要的地位,快速、逼真地建立建筑物的三维模型成为建模的研究重点。本文基于笔者多年从事数字城市的相关工作经验,以三维数字城市为研究对象。探讨了数字城市中三维建模的主要内容和相关建模方式,并以实例的方式实现了三维建筑物建模,结果表明该思路能满足实际应用。全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。     

基于无人机影像序列的城市精细化三维模型精度评估

为满足数字城市对精细化实景三维模型日益显著的需求,解决传统方法建模效率低的问题,提出一种基于无人机影像序列的城市精细化三维模型构建方法,通过现场25架次的航拍试验,构建了20个300 m×300 m测区范围的精细化模型和1个图书馆建筑精细化模型;利用检查点评估了全部精细化模型的精度,重点讨论了5种航拍高度和4种控制点选取方案对精细化模型精度的影响.分析结果表明:随着航拍高度降低、控制点数量增加,构建的精细化模型误差减小、精度得到提高;测区范围精细化三维模型最高精度达到平面±3.4cm、高程±3.1 cm,图书馆单体建筑精细化模型精度达到平面±3.4 cm、高程±1.5 cm;基于无人机序列影像的三维模型构建方法能够满足城市实景模型构建的精度要求,具有重要工程实用价值.     

一种三维数字城市的构建和实现方法

对三维数字城市建设中的关键技术,提出了一种三维数字城市的构建和实现方法,首先就三维地形的数据采集和建立、三维模型的建立和导入、纹理的采集和处理等方面探讨了数据的采集和处理问题;然后针对三维地理信息系统的数据量远远大于二维地理信息系统等问题,从选择合适的DEM行列数、三维模型建模规范、使用结点替换、使用LOD模型优化等方面实现了对三维数字城市海量数据的的优化,并将该技术成功应用于重庆高新区三维数字城市项目.运行结果显示,该系统运行稳定流畅,能够逼真地虚拟高新区现状.     

浅谈倾斜摄影测量技术在数字城市建设中的应用

人们所生活的世界是一个三维空间,如今伴随着测绘地理信息技术的逐渐发展和国家对数字城市、智慧城市建设的具体需求,越来越多的人开始了解三维数字技术,知道其为我国经济与科技发展所提供的帮助有多大。所以,倾斜摄影三维影像获得以及倾斜实景三维模型数据被社会各个领域所重视。目前,三维数字城市模型可以全方位地展现出城市的景观,可以轻松还原出城市以往的面貌,为城市的规划、建设以及民众出行带来便利。     

从数字摄影测量到城市三维景观模型的建立

“数字城市”是适应现代城市信息化发展提出的优化城市整体运行的全新的解决方案,其首要任务就是城市三维模型的建立,文章旨在介绍数字摄影测量系统和数字城市(CyberCity)在建立城市三维模型中的操作流程和具体应用。     

基于城市框架数据的三维城市DEM生成方法

随着“数字城市”建设的不断深化,城市三维景观建设逐渐成为当前研究的热点,而数字高程模型DEM（Digital Elevation Model）作为三维城市模型的基础地形,是城市三维建设中不可缺少的部分。利用城市框架数据构建DEM的方法可以在符合地表实际起伏的情况下,使地面上模型更加贴合地表,更好地增加三维城市DEM的表现效果。其方法是把散点的高程信息与道路等关键城市框架的平面信息相结合,充分利用现有地形数据,快速生成DEM,具有成本低、速度快、易更新的特点。     

数字城市三维建模关键技术研究

三维模型能够真实．生动地表达三维空阃信息，成为数字城市的研究重点。建筑物的三维建模作为主要的建模内容有麓重要的地位，快速．逼真地建立建筑物的三堆模型成为建模的研究重点。本文探讨了数字城市中三维建模的主要内容和相关建模方式，并以实例的方式实现了三难建筑物建模。结果表明该思路能满足实际应用。     

萍乡市数字城市模型制作技巧研究

本文主要对制作萍乡市数字城市三维地图中的建模技术进行研究,结合实际楼体模型制作实例探讨利用三维模型制作软件制作数字城市所需的模型的方法及技巧。     

城市DSM的获取技术与应用

城市数字表面模型(DSM)是城市三维模型的展示,它可为数字城市提供重要的基础地理信息数据。探讨了基于航空摄影测量和三维激光扫描数据获取DSM的技术方法,分析比较了两种数据源的优缺点,介绍了DSM在城市发展中的应用。     

三维可视化技术应用实例分析

三维可视化技术已应用于社会的各行各业,在数字城市的研究中尤为重要。本文着重探讨了三维可视化技术在城市中应用的方法、过程,提出了三维可视化的数据获取方法以及模型建立步骤等。并在此基础上开发了一个三维可视化应用系统,对三维城市区域的模型建立和开发系统进行了全面的实验研究,为数字城市的进一步研究提供了参考。     

基于LIDAR数据的建筑三维重建

为了实现数字城市中三维建筑场景的快速建模,针对平顶建筑,采用"Alpha shapes算法"提取建筑轮廓线,进一步概括和规则化后,结合屋顶高度可快速实现平顶建筑三维模型的自动重建;针对非平顶建筑,采用"基于法向量聚类分析的屋顶提取方法"和相应的屋顶规则化策略,实现了几种常见规则屋顶的建筑模型三维重建。实践结果表明:本文算法方法精度可靠,简洁高效,具有一定自适应性,非常适用于LIDAR数据提取城市典型建筑的三维模型。     

多源数据融合的城市三维实景建模

随着数字城市以及智慧城市的提出，城市模拟从二维发展到三维，对城市三维实景建模的要求越来越高。由于城市地物密度高、变化快，传统的手工三维建模方法效率低，无法适应快速发展变化的城市环境，因此，往往采用无人机倾斜摄影技术进行快速三维建模，但无人机倾斜摄影方法无法解决城市地物遮挡、树冠遮挡、屋檐遮挡、玻璃透光等问题，造成三维模型局部纹理扭曲、地物拉花、地物空洞等缺陷，在模型精度、质量、应用方面存在诸多问题。为了解决上述问题，以中国科学院大学为研究区，运用无人机倾斜摄影技术与地面激光雷达技术进行融合建模。在实验过程中，外业采用“规则航线自动拍摄为主，兴趣区手动拍摄为辅”的无人机影像获取策略；内业则利用“手动粗配准，ICP算法精配准”的方法将地面雷达点云统一到无人机影像坐标系统中。实验结果表明，多源数据融合的方法既能够保证三维建模的效率，又能够修正无人机单独建模模型的地物扭曲、空洞等问题，提高模型的精度，优化城市三维模型。     

基于CCGIS三维城市景观模型建模

“数字城市”在城市规划、设施管理、房地产演示等方面有着广阔的应用前景。CCGIS是基于三维矢量模型、数字地面模型、数字地面正射影像的软件平台。以武汉大学校园为例，介绍了CCGIS系列软件中鸽专用模块VRModel构建三维景观模型的制作过程。这为构建“数字城市”景观模型奠定了技术基础。     

国内科技期刊亮点

树木数字化伴随着"数字地球"概念的提出,数字城市建设悄然兴起。数字地球、数字城市的一项重要内容是将地球表面(或城市)每一点上的固有信息数字化并建立其三维几何模型。例如,谷歌地球(Google Earth)在部分地区实现的三维建筑模型     

基于Internet的数字城市三维可视化研究

研究了基于Internet的数字城市三维可视化．使用分层组合模型建立了城市模型并使用GRID模型建立城市地形模型,该模型适合Internet环境下城市三维可视化．在服务器端设计一个中间件对城市空间数据进行预处理,提高了客户端三维城市模型显示的速度．在服务器端使用基于R树的索引,实现对建筑物空间数据的索引,提高了网络环境下查询分析的效率．     

城市三维仿真模型建模方法研究——以奉化市为例

随着＂数字城市＂理论的不断完善,构建数字城市三维场景已成为地理信息系统（GIS）领域的研究热点。本文以浙江省奉化市为例,探讨了三维仿真场景模型的构建方法,深入研究了场景的优化规范。     

三维数字盆地建模研究

三维地质模型是三维数字盆地建设的基础。分析三维数字盆地建设中涉及的地质模型及其适用的模型类型。讨论三维数字盆地中三维地质模型的建模策略和方法,提出采用分级模型的方式建立不同层次和表达内容的三维地质模型。参考行业标准SY/T 5978—94中的构造单元划分,提出数字盆地中构造单元的归类方法以及三维地质模型的划分。针对数字盆地建设,细化油气藏三维地质建模的流程,重点讨论了构造建模的过程。以某盆地为例,按照盆地、凹陷、储层三级划分体系建立构造模型。针对储层模型又细分为多级模型。详细描述了数字盆地三维构造模型的建模过程,建立了多层级三维构造模型,界定每级模型的信息集成范围;讨论建模过程中的存在问题和解决方法。     

高空摄影测量在三维场景虚拟建模中的应用研究

利用无人机航空摄影测量快速高效获取城市三维信息已经成为当前三维城市建模技术研究和工程应用的热点.高空摄影测量是一种利用航高1.5 km以上无人机搭载长焦距拍摄系统、高效采集地面测绘数据的新技术，在城市三维建模中崭露头角.该文采用300 mm焦距的数字航拍系统搭载高空航行器完成湖北省孝感市汉川市垌塚镇老观湖村高空拍摄与测量，标定相机后提取空间点三维信息；根据数字航拍系统拍摄的影像与测量数据在三维虚拟场景中制作DEM模型，完成三维模型定向，为模型框架添加纹理，最终得到完整的三维场景虚拟模型.测试结果显示：最低拍摄分辨率不低于9.6 cm,空间点三维信息提取误差在1%以下，是一种高质量、低误差的三维建模方法，可为构建城市三维虚拟模型提供一种新的途径.     

虚拟建筑群三维建模与可视化实现

论述了地形、城市建筑物以及其他附属设施的三维模型建立方法;探讨了三维对象模型与地形模型 的匹配问题;分析了虚拟建筑群的三维可视化过程;采用三维可视化技术,实现了某建筑群的三维建模与可视 化表达,具有很好的实用性,为进一步进行数字城市的三维建模及可视化设计提供了一种辅助手段。     

基于单像的三维几何信息量测

为快速获取城市规则建筑物的三维几何信息,以经典摄影测量原理为基础,研究并实践了单像立体量测方法。结果表明:对获取的城市大倾角、高分辨率单张影像,通过该方法,结合城市规则建筑物已有的二维地理信息(如建筑物底座某一边的实际长度),可量测出城市规则建筑物的三维几何信息。实验证明其精度可行,对三维数字城市建设具有一定的参考价值。