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试论精细化城市三维建模技术在数字城市中的应用

作者：任英桥 栗亮

来源：《山东工业技术》2017年第04期

摘 要：近年来，在信息技术不到进步的背景下，人类文明进入到信息时代，信息化开始融入到人们日常工作和生活中的各个领域，城市建设同信息技术的融合，是数字城市产生的基础。数字城市构建过程中，需要对城市三维建模技术进行应用，在多年的发展中，现阶段该技术已经成为多种技术融合的代表，极大的提升了数字城市建设的质量和效率。本文首先对精细化城市三维建模技术进行了简要概述，并以某市为例，对精细化城市三维建模技术在数字城市中的实际应用进行了分析，希望对我国相关领域的发展奠定良好的基础。 关键词：精细化；城市三维建模技术；数字城市；应用 DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.132 1 精细化城市三维建模技术概述

（1）航空摄影测量技术。在三维建模领域，航空摄影测量技术的应用较早，在多年来的发展中，已经非常成熟。然而，在应用该技术对建筑物纹理进行提取的过程中，侧面纹理无法被有效获取，因此，同新时期我国的精细化城市三维建模的要求不符。

（2）机载/车载激光扫描。该技术的英文缩写为Li DAR，在对其进行应用的过程中，所构建而成的模型在细节方面可以被充分的表现出来，因此能够形成较高的精度，不需要进行大量的外业就能够完成建模。然而，在应用该技术提取数据的过程中，需要经历复杂的算法过程，可供操作的软硬件短缺，在构建三维模型的时候，应对大量的数据进行应用，如果三维场景模型范围较大，那么在后期传输、存储数据以及浏览的时候，难度较高。

（3）倾斜摄影测量。在对近景测量技术和航空摄影技术进行综合应用的过程中，就产生了倾斜摄影测量技术。该技术可以从多个层面对建筑物进行观察，同时也能够对贴图纹理进行批量提取，拥有较快的建模速度，也能够更加真实的对地物周边环境进行反映，同时仅需要应用少量的数据就能够完成建模。该技术已经成为我国数字城市精细化三维建模技术未来发展的重要方向。

值得注意的是，现阶段我国在积极进行数字城市构建的过程中，对该技术的掌握程度还有待加强，同时，由于多相机系统存在于倾斜摄影测量技术中，因此实际应用中，拥有较高的载体要求，在后期展开处理工作的过程中，需要经历复杂的工序，同时存在严重的近地面地物遮挡问题，所以现阶段还没有得到广泛的应用。

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2 精细化城市三维建模技术在数字城市中的实际应用

某市是当地重要的经济圈，近年来，当地为了响应国家号召，积极构建了数字城市，极大的推动了当地的信息化发展和经济进步。三维模型在以主城区为基础构建的，在该模型的基础上，大量的数据得到了搜集和储存，为该城市的交通、规划、管理以及现代化建设提供了依据，与此同时，当地的地理空间信息也可以更加有效的服务游客和居民。

（1）数据源 。在构建数字城市精细化三维模型的过程中，所使用的数据是在应用航空正射影像而采集的，分辨率现在当地主城区高达20平方千米0.1米，而该市的老城区和其他城区共拥有70余平方千米，数字线划图比例为1：500，立体像对数据的分辨率为6.8微米，共853个被应用于主城区范围内，其运行过程中，可以对主城区整体范围内的实际现场进行照片和数据的采集。

（2）技术路线 。该数字城市建设过程中，将航空正射影像和立体像应用在了三维模型构建中，此技术拥有较高的分辨率，能够有效提取建筑顶部结构和高度等相关数据，在这一过程中，工作人员的外业采集工作明显减少，精度在三维模型中也有所提升。在构建数字城市三维模型时，共包含四个组成部分，分别为收集和预处理数据、采集外业照片、制作模型和模型检查。

在收集和预处理数据的过程中，需要经历数字线划图、航空正射影像等环节，在预处理数据的时候，首先应对数据坐标系统进行统一处理；其次，在对建筑物的顶部结构以及高度等信息进行提取的过程中，需要对航空正射影像和立体像进行应用，其中还包含建筑物的顶部贴图纹理；再次，在对建筑DEM和底部轮廓进行提取的过程中，对数字线划图进行应用。 在采集、整理外业照片时，需要工作人员亲临现场节能型实地拍摄，从而对建筑纹理贴图进行获取，在对照片进行集中的整理；将数字线划图数据作为基础，应用贴图和模型，展开三维建模工作，在这一环节中，需要应用的软件包括PHOTOSHOP图片处理和3DMAX9.0建模软件等；在检查模型的过程中，指的是详细检查以及构建而成的模型，确保数据呈现出较高的质量，同时还需要将检查过的数据向三维平台导入，最终实现场景的集成。 3 结束语

综上所述，近年来，我国加大了城市建设力度，数字城市就是在这种情况下产生并建立起来的。在构建数字城市的过程中，表现出对三维建模技术进行充分的应用，通过该技术，可以提升城市公共交通、市政管理以及安防等环节的进步，为数字城市的健康运行奠定良好的基础。从长远的角度来看，该技术在数字城市建设过程中，将拥有更加广阔的发展空间，相关领域工作人员应在加大对该技术的研究力度基础上，结合我国城市发展规划，有针对性的对技术进行创新，才能够促进我国的城市建设和发展。 参考文献：

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[1]文雪中，潘建平，付飞飞.三维建模技术在数字城市中的应用[J].科技资讯，2010（02）：220-221.

[2]李德超，张瑞芝.BIM技术在数字城市三维建模中的应用研究[J]. 土木建筑工程信息技术，2012（01）：47-51.

作者简介：任英桥，男，山东菏泽人，硕士，助教，研究方向：三维空间地理信息数据建模技术与精度分析。