淺談數字城市三維建模項目開展的要點

摘 要：隨著政府和大眾對空間定位數據及應用不斷增長的需求，城市的信息化將逐漸從傳統的二維符號化進步到直觀的三維可視化，國家測繪地理信息局倡導的數字城市建設正包括了這一內涵。數字城市三維模型建設的主要內容是在二維地圖基礎上，把城市地形地物進行三維空間建模，形成室內外、地上下帶可量測空間信息和現實紋理的三維地圖數據，有多學科、較復雜、藝術性、主觀性等特點。因此，城市三維建模項目開展需要注意哪些要點，也成為了一個研究的內容。文章以數字城市三維建模項目開展的要點為研究對象，結合數字城市三維建模項目的實際經驗，探討了數字城市三維建模項目在開展時需要注意的主要要點，最后在結尾提出筆者的總結。

關鍵詞：數字城市；三維建模；要點

1 引言

因數字城市三維模型的藝術性和主觀性等特點，三維城市建模項目的開展與傳統測繪項目存在較大差別，城市三維建模所關注的要點也有所不同。除了如傳統測繪同樣關注的平面精度、拓樸關系、空間屬性外，三維城市還特別關注美觀性、仿真度、整體協調性、結構精細度和完整性、物體高度等內容。因此，在項目實施的角度來看，數字城市三維建模項目的開展也需要根據自身的關注重點而制立開展的要點。

通過4年20多個城市的三維模型生產和經驗總結，作為三維城市建模項目的發起單位角度，我認為項目開展的要點包括選取準確的建模精度、建立更新維護機制、挑選合理承建商、制定完備的項目計劃、樣本區測試、費用預計6個方面。

2 數字城市三維建模項目開展要點分析

數字城市三維建模項目的開展，第一要點是要確定建模數據的標準，而三維建模數據標準的重點應該是建模精度，因此三維建模項目開展的首個要點是選取準確的建模精度；城市三維模型建立完成后，主要是用于管理分析和應用，在目前來講，我們大多數三維建模項目前期做得很好，但在后期更新維護機制上就往往考慮得較少，造成了項目虎頭蛇尾的情況，不能長期和持續性地使用，所以我們認為三維建模項目開展的。第二要點是建立長期有效的更新維護機制；第三要點是挑選合適的承建商，因為三維城市模型的建設，不僅僅需要常規的數據生產經驗，更需要三維空間立體的判斷力和還原力，以及制作美感的藝術性質；第四要點和絕大多數數據生產項目一樣，是制定完備的項目計劃，以有效地指導項目的高效實施；第五要點是進行必要的樣區試驗，以適應和驗證不同區域不同需要的項目結果；第六要點是費用，應該避免花1塊錢干2塊錢事的想法和模式。

2.1 選取準確的建模精度

數字城市三維建模開展前，應該從應用的角度、經費情況、后期的擴展和更新維護等方面先確定項目的建模精度。精度定位的選取非常重要，選取的結果直接影響到建模的生產效率、建模成果效果、應用深度、擴展空間等。在大多數據的數字城市三維建模任務中，精度的定位一般在招投標時已經確定，并包括已有數據的情況、建模的現勢節點和范圍、建模成果的精度要求和數據標準等。如招標要求或客戶沒有確定相關的標準時，則必須先根據客戶開展項目的意圖和后期計劃的更新拓展，確定一個客戶簽字確認的精度指標，包括數據標準和色調方案、平臺架構功能等內容。

2.2 建立更新維護機制

更新維護機制的建立是確保建模成果可持續使用的基礎。三維建模大多是還原客觀現實世界，而現實世界是隨著時間的推移不斷變化的，這種實地的變化如不反映到模型成果中，又會影響到模型成果的正常準確地使用。因此，需要建立一個模型的更新維護機制，根據什么樣的時間間隔、什么樣的分塊、什么樣的方式、什么樣的接口，把舊的模型更新為變化了的模型。

2.3 挑選合適承建商

城市三維模型的生產，并不是一個簡單、重復的流水線工作，特別是對色彩的理解不同的人有不同的觀點，可以說有藝術的成份，沒有完全固定的公式可用。且現階段三維模型的生產又可歸類到勞動密集性工作，沒有全自動的捷徑。承建商的挑選，可以從一個企業的建模技術、項目經驗、從業人員能力和數量、儀器的數量和先進性、工作場地等要素綜合實力評判。

2.4 制定完備的項目計劃

在三維建模項目開展前，需要制定項目計劃。包括各工序的起止時間，投入人員設備，質量控制流程，成果形式和提交等內容。三維建模的內容包括了常規測量、航測遙感、信息調查、GPS新型測量、三維激光掃描等學科內容，是一個兼顧內外業的工作，不同的天氣和氣候情況也會對建模工作產生影響。因此在制定項目工期計劃時需要考慮到不到區域的氣候特征，不同時期的天氣特點，特別應該避開雨雪季節。在投入人員設備方面，需要根據建模的精度要求和數據標準，充分考慮測區的地物密度和復雜程度。質量控制的計劃最重要的是要準確把握標準的度，三維建模的標準只能框架性地規定建模的基本要求，在一些模型色調、細節處理、光影效果等方面，還需要人進行主觀地掌握，當模型生產完成后，質檢度的差異，會產生具大的沒有必要意義的修改工作量。成果的格式和提交方式要考慮模型成果入庫管理和應用平臺后進行調試、整合、優化等操作所花的時間。

2.5 樣本區測試

因三維建模的標準大多只能確定框架性的能量化的指標，在模型色調、細節處理、光影效果等不能量化的內容上無法規定，且不同的人對同樣成果的效果也有不同的觀點和看法。因此，在三維建模項目全面展開前，一般需要選取一塊能涵蓋測區各類地物特征，面積不大于1平方公里的區域先制作樣本區。樣本區的生產涉及了一個建模工序的完整流程，主要為了確定建模流程的合理有效，模型成果的精細程度和色調滿足要求，可視化三維模型的數據標準，通過導入數據庫測試管理應用平臺和模型數據和兼容性和可操作性，并讓客戶直觀地看到按預想流程生產出來的成果是不是他們想要的滿意成果，并進行確認和后階段模型生產的標準依據。

2.6 費用預計

城市三維建模的費用根據不同的建模精度、等級、內容要求，有不同的費用需求，就目前而言，數字城市三維模型建立的費用一般在3至5萬元每平方公里。

3 結束語

一個城市的三維模型建設是城市數字化和信息化的名片，以其獨有的三維直觀可視特性，逐漸得到政府決策部門的重視，和人民大眾在生活生產中所接受。三維城市建模項目的開展，與傳統的基礎測繪數據整理建庫等項目有較大不同，除了要考慮平面上的信息內容外，還需要考慮到高度方向的信息和內容，因此在數據標準、數據量、數據應用平臺上都有更多制約。本文作者結合在多個城市開展三維建模項目的實際經驗，總結了6點三維建模項目開展的要點，希望能對管理和實施城市三維建模的相關人員能有幫助。

參考文獻

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