試論精細化城市三維建模技術在數字城市中的應用

任英橋+栗亮

摘 要：近年來，在信息技術不到進步的背景下，人類文明進入到信息時代，信息化開始融入到人們日常工作和生活中的各個領域，城市建設同信息技術的融合，是數字城市產生的基礎。數字城市構建過程中，需要對城市三維建模技術進行應用，在多年的發展中，現階段該技術已經成為多種技術融合的代表，極大的提升了數字城市建設的質量和效率。本文首先對精細化城市三維建模技術進行了簡要概述，并以某市為例，對精細化城市三維建模技術在數字城市中的實際應用進行了分析，希望對我國相關領域的發展奠定良好的基礎。

關鍵詞：精細化；城市三維建模技術；數字城市；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.132

1 精細化城市三維建模技術概述

（1）航空攝影測量技術。在三維建模領域，航空攝影測量技術的應用較早，在多年來的發展中，已經非常成熟。然而，在應用該技術對建筑物紋理進行提取的過程中，側面紋理無法被有效獲取，因此，同新時期我國的精細化城市三維建模的要求不符。

（2）機載/車載激光掃描。該技術的英文縮寫為Li DAR，在對其進行應用的過程中，所構建而成的模型在細節方面可以被充分的表現出來，因此能夠形成較高的精度，不需要進行大量的外業就能夠完成建模。然而，在應用該技術提取數據的過程中，需要經歷復雜的算法過程，可供操作的軟硬件短缺，在構建三維模型的時候，應對大量的數據進行應用，如果三維場景模型范圍較大，那么在后期傳輸、存儲數據以及瀏覽的時候，難度較高。

（3）傾斜攝影測量。在對近景測量技術和航空攝影技術進行綜合應用的過程中，就產生了傾斜攝影測量技術。該技術可以從多個層面對建筑物進行觀察，同時也能夠對貼圖紋理進行批量提取，擁有較快的建模速度，也能夠更加真實的對地物周邊環境進行反映，同時僅需要應用少量的數據就能夠完成建模。該技術已經成為我國數字城市精細化三維建模技術未來發展的重要方向。

值得注意的是，現階段我國在積極進行數字城市構建的過程中，對該技術的掌握程度還有待加強，同時，由于多相機系統存在于傾斜攝影測量技術中，因此實際應用中，擁有較高的載體要求，在后期展開處理工作的過程中，需要經歷復雜的工序，同時存在嚴重的近地面地物遮擋問題，所以現階段還沒有得到廣泛的應用。

2 精細化城市三維建模技術在數字城市中的實際應用

某市是當地重要的經濟圈，近年來，當地為了響應國家號召，積極構建了數字城市，極大的推動了當地的信息化發展和經濟進步。三維模型在以主城區為基礎構建的，在該模型的基礎上，大量的數據得到了搜集和儲存，為該城市的交通、規劃、管理以及現代化建設提供了依據，與此同時，當地的地理空間信息也可以更加有效的服務游客和居民。

（1）數據源 。在構建數字城市精細化三維模型的過程中，所使用的數據是在應用航空正射影像而采集的，分辨率現在當地主城區高達20平方千米0.1米，而該市的老城區和其他城區共擁有70余平方千米，數字線劃圖比例為1：500，立體像對數據的分辨率為6.8微米，共853個被應用于主城區范圍內，其運行過程中，可以對主城區整體范圍內的實際現場進行照片和數據的采集。

（2）技術路線 。該數字城市建設過程中，將航空正射影像和立體像應用在了三維模型構建中，此技術擁有較高的分辨率，能夠有效提取建筑頂部結構和高度等相關數據，在這一過程中，工作人員的外業采集工作明顯減少，精度在三維模型中也有所提升。在構建數字城市三維模型時，共包含四個組成部分，分別為收集和預處理數據、采集外業照片、制作模型和模型檢查。

在收集和預處理數據的過程中，需要經歷數字線劃圖、航空正射影像等環節，在預處理數據的時候，首先應對數據坐標系統進行統一處理；其次，在對建筑物的頂部結構以及高度等信息進行提取的過程中，需要對航空正射影像和立體像進行應用，其中還包含建筑物的頂部貼圖紋理；再次，在對建筑DEM和底部輪廓進行提取的過程中，對數字線劃圖進行應用。

在采集、整理外業照片時，需要工作人員親臨現場節能型實地拍攝，從而對建筑紋理貼圖進行獲取，在對照片進行集中的整理；將數字線劃圖數據作為基礎，應用貼圖和模型，展開三維建模工作，在這一環節中，需要應用的軟件包括PHOTOSHOP圖片處理和3DMAX9.0建模軟件等；在檢查模型的過程中，指的是詳細檢查以及構建而成的模型，確保數據呈現出較高的質量，同時還需要將檢查過的數據向三維平臺導入，最終實現場景的集成。

3 結束語

綜上所述，近年來，我國加大了城市建設力度，數字城市就是在這種情況下產生并建立起來的。在構建數字城市的過程中，表現出對三維建模技術進行充分的應用，通過該技術，可以提升城市公共交通、市政管理以及安防等環節的進步，為數字城市的健康運行奠定良好的基礎。從長遠的角度來看，該技術在數字城市建設過程中，將擁有更加廣闊的發展空間，相關領域工作人員應在加大對該技術的研究力度基礎上，結合我國城市發展規劃，有針對性的對技術進行創新，才能夠促進我國的城市建設和發展。

參考文獻：

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[2]李德超，張瑞芝.BIM技術在數字城市三維建模中的應用研究[J]. 土木建筑工程信息技術，2012（01）：47-51.

作者簡介：任英橋，男，山東菏澤人，碩士，助教，研究方向：三維空間地理信息數據建模技術與精度分析。