三維數字城市范文

時間:2023-04-02 03:22:10

導語:如何才能寫好一篇三維數字城市,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

三維數字城市

篇1

關鍵詞:數字城市 三維建模

中圖分類號:P2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)03(a)-0000-00

1 引言

數字城市”的概念來源于“數字地球”,它是“數字地球”的理念在城市的引用、延伸和拓展。由于在理解層面和切入角度上的差異,目前仍很難對“數字城市”內涵作確切的定義。但隨著對“數字城市”理論與技術的研究及應用探索的不斷深入,人們對它的認識將會逐漸趨向統一,并形成對它的標準定義。

三維模型能夠真實、生動地表達三維空間信息,成為數字城市的研究重點。建筑物的三維建模作為主要的建模內容有著重要的地位,快速、逼真地建立建筑物的三維模型成為建模的研究重點。

三維地理信息系統的建立,可以和現有的二維地籍數據、規劃數據、土地利用數據等結合,分別形成三維地籍系統、三維規劃系統、三維土地利用系統等。這些三維系統具有快速的三維漫游、查詢、定位、統計、分析、打印輸出等功能,將更好地為“數字國土”服務。三維模型的快速建立與更新,對維護三維地理信息系統數據的現勢性、直觀性、更好地為國土資源利用提供更好的決策,具有十分重要的作用和意義。

2三維建模技術現狀

三維城市模型(3DCityModel,3ocM)是地理信息系統、數字攝影測量及其相關學科的研究熱點之一。盡管3DCM的研究歷史非常短暫,但人們針對不同的應用目的,構建了各種具有不同功能的3DCM,具體分為以下幾類:

2.1 遙感影像與DEM結合方式

即直接利用DEM生成地形三維透視圖,遙感影像作為紋理映射到地形表面。這種方式只是一種地形景觀,無法對地表實體對象進行三維顯示、空間信息查詢和分層管理。大多數成熟的商品化GIS系統(如ArcView、MapGuide)己經具有這種2.5維的地形顯示功能。

2.2 基于2DGIS的構建方式

即利用現有2DGIS數據及其三維屬性信息建立3DCM。該方式包括以下具有代表性的構建方法:

(1)在二維GIS的基礎上,直接添加一些信息(如房屋高度、墻面紋理等),使用假定高度和模擬紋理來構建建筑物對象。這種方法的缺點在于模型真實感差,對城市景觀信息的表達少,另外沒有考慮DEM。(2)DEM和二維GIS結合的方式,這種方式用DEM作為建筑物的承載體,表達地表的起伏,然后使用假定高度和模擬紋理來構建建筑物對象,比上一種方式更具真實感。(3)部分2DGIS系統(Arc/Info)發展了構建3DCM的功能模塊,具有初步的量測功能,但缺乏對建筑物紋理的提取與處理,景觀表達的真實感程度不夠。

2.3 純三維的構建方式

針對數據獲取方式的差異,純三維構建3DCM方式分以下不同方法:

(1)利用地面攝影影像與地面激光掃描儀來構建,這種方法每次采集數據范圍受通視條件所限,在建筑群密集地區難以應用;(2)利用衛星影像與機載激光掃描儀來構建,該方法采集數據快,但獲取的DEM精度不高;(3)利用航空立體像對的方法,利用目標提取技術,實現航空影像房屋三維數據的半自動量測,進而在地面與建筑物表面二維半不規則三角網和原始數字影像的基礎上,實現建筑物可見表面紋理恢復,重建城市三維景觀。

3 數字城市三維建模的關鍵內容

目前建筑物三維建模的一般流程如圖1所示。三維空間數據的獲取,實質是空間定位數據的采集。三維模型的建立與編輯,三維幾何模型是紋理數據和屬性數據的載體,也是數碼城市GIS提供各種定量空間解析分析能力的基礎。建筑物表面紋理數據主要用于提供逼真的視覺標識,增強對建筑物本身及其相互之間空間關系的感知和識別??梢暬夹g的運用,用于增強用戶與數據模型之間的交互操作性能,尤其是與虛擬現實技術的結合,使得用戶沉浸于三維的場景中與模型數據直接進行交互操作。

3.1 三維建模數據的獲取

三維建模的首要任務就是要收集建模的數據。在城市中存在著眾多的數據源,這些數據源包括:(1)規劃建筑物的設計圖紙及文檔資料。(2)城市數字地圖(地形圖、地籍圖等)和2DGIS數據庫。(3)攝影測量數據。數字攝影測量不僅可以提供豐富的幾何和紋理數據,而且還可以提供豐富的拓撲和語義信息。(4)遙感數據。

就當前的應用需求來說,場景三維建模需要的數據主要有:二維圖形、地形數據、地表圖像、三維觀測數據和模型表面紋理等。

3.2 建模方式

目前在數字城市的三維建模中有很多種建立模型的方式?,F介紹如下:

(1)使用CAD軟件建模。AutoCAD軟件具有強大的二維圖形繪制功能及編輯功能,是當今二維圖形繪制軟件的主流工具,這是它的優點。但是它在三維圖形建模、渲染處理及動畫制作方面功能較弱,不適合于復雜三維模型的建造和動畫的制作。AutoCAD模型表達精細、精確,有精確尺寸定義,但數據結構復雜、數據量大,不支持與地形的疊加,不支持屬性定義,主要用于工業零部件建模和單獨的橋梁等建筑物建模。(2)常用動畫軟件建模。如3D MAX等,模型表達精細,建模工具豐富,但是數據結構復雜,數據量大,不支持與地形疊加,且不能交互編輯查詢,僅限于動畫瀏覽。(3)專業軟件建模。如MutiGen Creator軟件功能強大,支持大面積地形建模,支持建筑物建模。模型數據結構簡潔,可以在運行過程中進行交互操作,實時計算動畫場景,通過開發,可以與影像、矢量數據、DEM數據等疊加。但表達不精細,數據交互編輯、查詢能力較弱。(4)OpenGL開發。使用OpenGL+VC模式,通過編程的方式建立模型。此方式能大量使用數學曲線、曲面表達三維模型、自定義數據結構、數據顯示算法等。一般用于開發三維基礎軟件。

目前,在實際應用技術中,較為普遍和實際的模型制作是利用3DMAX制作或者是利用MultiGen Creator制作。

3.省略技術,開發了一套能夠實現對矢量數據、影像數據、DEM、三維模型等多源數據集中管理的三維地理信息系統,從而實現三維場景的顯示、漫游、定位、查詢等功能,為決策部門提供輔助決策。

4 應用

本次實驗以“skyline”中的三維建模為例。采用3Dmax軟件對建筑物進行三維建模,以及能夠訪問海量數據、具有強大二次開發功能的三維地理信息軟件skyline作為開發平臺開發演示系統。

4.1地形建模

地形建模的方法主要是采用在某地區的DEM數據的基礎上疊加遙感影像來完成三維地形的顯示。對DWG地形圖進行處理,刪除不必要的圖層,僅保留建筑物、標注、綠地、道路樹木以及等高線所在的圖層,提取其中的等高線圖層,然后對等高線數據進行內插處理,生成地形DEM。這一過程可以在AutoCAD和ArcGIS中完成。對快鳥影像進行糾正和投影變換,并使用Photoshop進行調色處理,使其符合美觀自然的原則,作為地形紋理或者說是三維城市的“底圖”。

4.2建筑物建模

對于大區域的建筑群進行三維建模時,需要對不同類型的建筑物進行分別建模,提高效率。對于城市片區內部的建筑以簡單紋理的體塊表示;沿街的主要建筑需要在體塊的基礎上添加照片紋理,增強真實感;對于結構復雜或者重要的標志性建筑可使用3DSMAX進行單獨建模,賦以精細的結構和紋理。這樣處理不僅會提高建模的效率,而且減少了數據量,有利于三維場景的顯示和漫游。

4.2.1 普通建筑的建模

在Skyline 系列的TerraExplorer Pro軟件中加載之前生成的地形數據集,導入建筑物矢量數據,按照高度屬性進行拉伸處理,得到建筑物體塊。由于數據源的時間差問題,可能會存在少量的建筑物與遙感底圖中顯示的建筑物不匹配的問題,需要使用TerraExplorer Pro中的3D-Building功能,在建筑物的位置上進行三維建模,使建筑物體塊與遙感底圖一致,并輔以簡單統一的紋理。對于處于城市地塊內部的大量建筑群可采用這種方式進行建模。

4.2.2紋理映射

建筑物的紋理包括側面和頂面兩部分,分別通過近景數碼照片提取和影像提取的方式。試驗區內拍攝有大量的建筑近景照片,需要在Photoshop中對近景照片進行處理,主要是綜合利用裁剪、拼接、自由變換和拉伸等一些基本操作。根據試驗可以得出:處理后的照片最好保存為JPG格式,以減少數據量,同時圖像的分辨率應調整為2的冪次方,圖像的大小也應該盡量小于100KB。而建筑模型的頂面紋理則是從遙感影像中采集的。對紋理圖片進行處理之后,在TerraExplorer Pro軟件中選擇沿街建筑的相應立面,進行紋理映射,添加紋理,增強了城市三維表達的真實感。

5 結論

文章對數字城市中的三維建模關鍵環節進行探討,總結了當前三維建模過程中的主要技術和方法,并以實例的方式實現了三維建筑物建模和,結果表明在數字城市建設中,主要把握數據獲取、三維建模和模型的與應用三個環節,即能較好完成數字城市工作,使其滿足實際應用。

參考文獻

篇2

關鍵詞:三維激光掃描儀 數字城市三維模型應用

Abstract: In this paper, through the use of three-dimensional laser scanner to obtain building geometry data, to build a the digital city three-dimensional model method research, preliminary tests showed that the method can be applied to the field of three-dimensional modeling of the Digital City, is a three-dimensional model to build a digital citymore advanced means of a technique.Keywords: three-dimensional laser scanner; digital city three-dimensional model; application;

中圖分類號:O343.2 文獻標識碼:A 文章編號:

0 引言

“數字城市”是以信息技術為基礎,以寬帶網絡為紐帶,對城市進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類三維描述的系統。數字城市以地理空間框架為基準,集成城市自然、社會、經濟、人文、環境等綜合信息,基于網絡基礎設施實現城市信息的廣泛共享。數字城市代表了城市信息化的發展方向,是推動整個國家信息化的重要手段。國家測繪局于2006年啟動了“數字城市建設示范工程”項目,在全國選擇若干具備條件的城市作為試點,開展數字城市地理空間框架建設,并在最近幾年內在市、縣兩級逐漸推廣。在數字城市地理空間框架中構建三維模型,有助于提高城市的綜合管理水平,提升城市的形象,在城建、規劃、旅游、國土、消防等眾多領域發揮了積極作用。如何快速準確的獲取構建三維模型所需要的空間幾何數據,一直是困擾人們的一個問題,也是國內外研究的重點和熱點之一。三維激光掃描儀的出現和在工程領域的廣泛應用,在這個方面實現了較大的突破和改進。三維激光掃描儀能夠快速準確的獲得建筑物的高程和立面數據,對于構建精準的三維模型發揮了重要的作用。

1 三維激光掃描儀測量原理

三維激光掃描儀的工作過程是一個不斷重復的數據采集和處理過程,它采用儀器坐標系下的三維空間點組成的點云圖來表達對目標物體采樣的結果。三維激光掃描系統通過內置伺服驅動馬達系統精密控制多面反射棱鏡的轉動,使脈沖激光束沿橫軸方向和縱軸方向快速掃描。通過測量掃描儀到目標點的距離值和激光束的水平方向值和豎直方向值計算激光腳點的三維坐標。同時,彩色CCD相機拍攝被測物體的彩色照片,記錄物體的顏色信息,采用貼圖技術將所攝取的物體的顏色信息匹配到各個被測點上,得到物體的彩色三維信息。

2 利用三維激光掃描儀構建三維模型的工作流程

利用三維激光掃描儀獲取建筑物的空間幾何數據,進行數字城市三維模型建設的工作流程主要包括:外業掃描、數據拼接、特征線提取、3D建模、格式轉換幾個部分。

2.1 外業掃描

首先根據掃描目標的位置、大小和復雜程度設計出各掃描站和控制標靶的位置,通常一個目標點需要多個測站才能完成??梢愿鶕數氐腉PS控制點的點位,通過全站儀進行測量定向,從而確定三維掃描儀掃描數據的坐標參考。一般采用連接點測量的方法進行掃描,連接點測量法具有高效和精確的特點,站與站的連接精度可達1毫米,適用于測量范圍在300 米之內的區域。

外業測量過程中,待測對象和標靶是分開進行掃描和測量的。首選在一個測站位置上選定測量區域,指定測量距離與間距,進行自動掃描。然后選擇測量標靶命令,照準標靶位置,記錄點位。要保證三個標靶點位在下一測站中可見,從而保證可將掃描數據依次拼接。在掃描過程中,啟用三維掃描儀的自動拍照功能,在形成點云數據的同時,采集到掃描目標的紋理照片。

2.2 數據拼接

將外業的掃描數據導入到電腦的Cyclone軟件中,軟件可自動識別點云、圖像和標靶點,并分站放置在對應的目錄樹下。采用連接點拼接,只需依次選中對應的兩站中的三個標靶點,軟件系統可自動進行拼接。選擇全部點云數據,合并到一個工作場景中。在此基礎上進行刪除噪聲點、非測量區域點,并把導入的圖像的顏色分別賦予對應的點云等處理。

2.3 特征線提取

為了方便特征線的提取,通常需要將建筑物的坐標改成正南正北狀態。首先框選樓房正立面墻體上一塊點云,將框內的點云擬合成mesh網格平面,在生成的mesh面片上任意選擇一點,點取更改坐標命令,就可將建筑物糾正為正南正北方向。將點云數據統一化后導入到AutoCAD軟件中,利用Cyclone軟件的cloudworx插件打開點云數據,根據點云的形狀,描繪出特征線。在提取特征線的過程中,為了避免背面的點云對描線產生影響,可以使用點云切片的功能。在描線的過程中還可以使用刷新點云的功能使點云的輪廓更加清晰。

圖1 坐標糾正之前狀態 圖2坐標糾正之后狀態

圖3根據點云提取模型的特征線

2.4 3D建模

將特征線文件導入3DMAX軟件中,作為底圖或立面高程數據的參考,進行三維建模和紋理貼圖工作。利用3DMAX軟件的拉伸、擠出、旋轉、變形等命令進行模型,將數碼相機實地采集的紋理照片或三維掃描儀拍攝的照片修飾成貼圖紋理,并將紋理指定給選定對象上,完成三維建模工作。構建模型時應遵循真實性、美觀性、代表性三個原則。

圖4 特征線導入到3DMAX中建模圖5 建成的三維模型

2.5 格式轉換

現在的數字城市地理空間框架建設多是以NEWMAP軟件作為平臺的。該軟件對導入的三維模型的格式是有要求的。一般要求數據格式為*.x格式(DirectX的壓縮格式) ,模型能用微軟的Directx viewer工具打開,且不缺失紋理,模型的面應盡量少。模型中用到的紋理圖片應為dds(DXT3)格式,紋理尺寸采用MIP MAP 模式 (即2的n次冪 ×2的m次冪)。所以要將3D模型通過轉換工具轉換成上述要求的標準格式,才能導入到數字城市地理空間框架平臺中。

3 結束語

本文通過對利用三維激光掃描儀掃描構建三維模型方法的研究,分析了三維激光掃描儀的工作原理,探索了構建三維模型的基本的工作流程,初步試驗表明了該方法可以應用于城市建筑物的三維建模,是構建數字城市三維模型的較為先進的技術手段。另外,龐大的點云數據,如何管理和處理海量數據,并保證數據在處理過程中精度不受損失是需要進一步解決的問題。獲取的三維點云數據如何能夠自動擬合形成實體模型或自動提取出特征線,是三維掃描儀在軟件處理方面亟待解決的內容,也是下一步研究的重點和難點問題。

參考參考文獻

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[2]張立明.AutoCAD2002精彩創意實例講解[M].海洋出版社,2002年.

[3]范海英,李暢.Cyra三維激光掃描點云數據在AutoCAD中的處理方法研究[J].遼寧科技學院學報,2007,(3)

[4]王彬華.AutoCAD2002中文版實例教程[M].電子科技大學出版社,2002年文獻

篇3

關鍵詞:三維 測量基準 數字城市

中圖分類號:TU85 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)05(c)-0255-01

1 高精度三維大地測量基準建立的內容

目前新疆已有部分城市已建立“連續運行參考站網絡系統”(Continuously OperatingReference Stations,簡稱CORS系統),各政府部門對基礎設施的建設說明了該測量基準的建立對于數字城市建立的意義,即通過對城市基礎地理信息的采集、處理、分析和供應為數字城市建設提供基礎信息服務?!叭S大地測量基準”是基于網絡的、動態地、連續地,同時也是快速、高精度地獲取空間數據和地理特征的現代信息基礎。

1.1 高精度GPS網控制建立

GPS網控制建立是指利用現代計算機、數據通信和互聯網組成網絡,及時向用戶提供動態的經過檢測的不同觀測值以及有關信息。GPS定位技術應用于城市測量,根本變革了傳統測量技術的布網方法、作業途徑和程序。GPS控制網系統具有覆蓋面廣、定位精度高、可靠性強、費用低廉等優點,并結合厘米級大地水準面的建立,為城市規劃提供全方位、全天候的數字信息服務。由基準站(參考站)、系統中心、呼叫中心、數據通信、用戶應用等子系統組成建立GPS控制網需要的硬件設施有:基站配備電腦及調制解調器、基站固定電話線、手機及手機卡;軟件設施有:數據庫管理模塊、基站狀態監控模塊、無線數據模塊數據通訊管理模塊;最后還有接受GPS信息的RTK機。

1.2 厘米似大地水準面建立

確定厘米似大地水準面需要建立在GPS大地高、水準高、DTM(數字地形模型)、重力數據這四個數據基礎之上,采用移去回復法計算重力似大地水準面,然后將重力似大地水準面擬合于GPS水準得到實測似大地水準面。其精度指標也根據地形變化,平底似大地水準面精度一般在1厘米上下波動,而山地似大地水準面精度在1~3 cm精度范圍內皆可。由于我國多丘陵山地,地面高度起伏較大,重力資料獲取困難,為了精確似大地水準面就只能從嚴控GPS和隋準測量的數據著手,整體考慮C級GPS網和水準網的技術方案和施測方法,確保GPS網和水準網技術方案、點位密度、觀測方法和似水準面精化的目標一致。

1.3 連續運行參考系統的建立

GPS連續運行參考系統是指在一定的區域內布設一定密度的能不間斷運行的GPS衛星定位跟蹤站,其基本構成為基準站網子系統、監控分析中心、數據傳輸子系統、數據發播子系統、用戶應用子系統。

(1)基準網站子系統。該系統包括若干永久性GPS衛星連續觀測站跟蹤站和與之配套的數據預處理和傳輸設備,基準網站子系統采集GPS衛星觀測數據并將數據輸送至監控分析中心,同時提供系統運行狀態和可靠程度的完好性檢測數據,通過通信網絡和廣播網絡向用戶提供服務。

(2)監控分析中心。該中心接收各種跟蹤站傳輸回來的數據,通過計算機局域網進行數據分流、分發、存貯、分析,按照國際通用的標準格式或自定義專用格式向不同的用戶發送供不同需求的數據庫提供多種信息服務和監控服務。

(3)數據傳輸子系統。是指基準站數據通過有線或無線通信網絡傳輸至監控分析中心。其中,隨不同的條件可采用數字數據網、因特網、vast等,該系統運作的最大特色是信息容量打、傳輸速率高,能有效滿足跟蹤站網與監控分析中心間的海量數據傳輸。

(4)數據發播子系統。該系統是向用戶發送發播定位、導航、定時等多種數據,開展數據服務的主要途徑。主要的數據發送手段有:因特網、HUF/VHF/FM/MW等無線電臺或廣播電臺、GSM/CDPD等移動通信終端。

(5)用戶應用子系統。包括用戶GPS接收機,連續運行參考框架網的數據服務信號接收機,數據處理軟件和多種科學和工程應用軟件。

2 建立城市高精度三維大地測量基準的必要性

數字化、網絡化、信息化是我國現在城市化發展的重要特征,各級規劃、國土和測繪部門急需提高其提供基礎地理信息的能力。建立三維測量基準能幫助數字城市規劃獲得更精準的測繪數字信息,具有傳統測量技術不可比擬的優越性。首先,建立城市高精度三維大地測量基準是城市發展的必然。根據聯合國人居中心預測,全球城市化水平在2025年將達到65%,而我國目前城市化水平僅達30%,我國今后十年的發展取向必然是城市化進行加快。其次,建立城市高精度三維大地測量基準是完善基礎測繪的需要。測繪是城市化發展的支持和保障,建立城市高精度三維大地測量基準能提供城市平面坐標系統和高程系統的統一性和精確性,并及時更新和保存測量成果,為經濟建設提供可靠服務保障。再次,建立城市高精度三維大地測量基準是建立“數字城市”的需要?!皵底殖鞘械慕⒈仨毥⒃诟呔热S大地測量成果之上,高精度三維大地測量基準能為“數字城市”建立提供精準、動態的地理空間基礎框架數據。最后,以GPS為代表的定位技術的發展和高精度大地似水準面的實現也說明了高精度三維大地測量基準的建設是現代測繪行業發展的必然趨勢。

3 建立高精度三維大地測量基準對于數字城市建設的意義

建立高精度三維大地測量基準是建設數字城市的基礎工程。建立城市高精度三維大地測量基準的主要目標是運用網絡、GNSS、現代大地測量、地球動力學等技術和方法,提供移動定位、動態連續的空間參考框架和地球動力學參數等服務,建立平面、高程、重力場信息于一體的綜合性高精度城市三維基準。數據是數字化城市建立的物質基礎,隨著城市建設規模的擴大,傳統的城市平面控制系統難以滿足城市空間地理信息的采集和工程建設的需要,只有建立高精度三維大地測量基準才能為數字城市建設提供精度高且均勻的測繪數據服務。

4 結語

建立高精度三維大地測量基準是城市建設測繪工作的需要,也是測繪行業發展的標志。我國許多城市已建立了三維大地測量基準,但從理論上來說,我國目前尚未對該系統得出一致的研究意見,城市空間數據的分類、集成、更新、共享與標準化還不夠成熟與完善,需要相關理論與實踐部門加強研究,以促進測繪行業的發展,進而惠及數字城市建設與國家經濟發展。

參考文獻

[1] 史慧珍.數字城市規劃的技術方法研究[D].清華大學,2004.

篇4

【關鍵詞】 三維數字模型施工工程 三維動畫 吊裝作業 三維數字模型

一、引言

目前三維動畫一直在以迅猛的速度發展,其制作功能也在不斷完善。三維動畫以其獨特的制作方式,逼真的質感,絢麗的色彩,迷人的光效,奇異的變形,強烈的動感令人嘆為觀止[1]。

近十幾年的時間,從影視片頭開始向電視、電影、軍事、航天、機械、醫療、交通、建筑、園林、教學、網絡、游戲等行業滲透,并在其中扮演越來越重要的角色。三維動畫正在快速地成為計算機圖形革命不可忽視的力量[2]。

筆者長期從事三維動畫的制作與教學工作,2005年底參與了貴州電建二公司三維數字模型施工工程的系統管理項目,負責三維數字模型的建模和三維動畫的制作。下面就以一個吊裝動畫和一個鍋爐房管道建模為例闡述三維數字模型與三維動畫在其中所起到的作用和效果。

二、設計總體目標

基于三維數字模型施工工程的系統管理總體目標是:創新管理技術手段、優化管理流程、提高管理效益和效率。

三、三維吊裝動畫

三維數字模型應用系統最直接的應用效果是它給人們提供了一個直觀的、完整的、高度集成的項目設計信息平臺,在這個平臺上,工程管理人員可以直接獲取原設計信息和將設計信息再加工獲得的施工管理信息,對原設計信息的再加工是工程管理人員對設計信息的深度需求和利用,是施工技術管理工作的重要體現。

三維模型的動畫模擬在實際工程運用中可以反映出復雜的工程結構及物體的運動,例如在吊裝作業中能夠直觀反映出整個吊裝過程吊物所要行走的路徑、吊物的形態以及可能出現的問題,由此可以發現吊裝施工方案的不足之處,起到優化吊裝方案的效果。

(上圖為鍋爐鋼結構大板梁吊裝動態模擬)

以 1#鍋爐鋼結構大板梁吊裝為例:在鍋爐大板梁吊裝中,現場在鍋爐左布置一臺FZQ1380塔機,最大起吊能力為63t,在鍋爐右布置一臺7300履帶吊,最大起吊能力為47t,由于大板梁單件最重達78.6t,大板梁的吊裝作業只能采用雙機抬吊的方式,而處于弱式的7300履帶吊起升高度有限,在參與雙機抬吊時,其副臂將與鋼結構發生干涉。

通過對 1#爐大板梁吊裝三維模型動畫模擬,我們發現了整個吊裝過程中最危險的干涉點,吊物運行的路徑上需要緩裝的鋼結構梁也一目了然,由此確定了緩裝的鋼結構數量、吊車的布置位置以及行走運動路線,檢驗了吊裝方案的可行性。

通過對三維數字模型的綜合運用,專業施工人員在編制施工方案前期就對施工結果和在同一區域內各專業交叉施工的真實情況有了直觀的了解,提高了編制施工方案的效率和準確性,在組織施工時就可以避免由于施工方案的不準確性和由于交叉作業影響而出現的返工、安裝缺陷、安全隱患等問題,從而使我們縮短了施工周期、減少了施工返工率、提高施工質量和安全。

在實際施工中技術交底是必不可少的,使用三維數字模型系統在施工前進行技術交底可以更直觀、更清楚、更準確的表達交底內容,幫助施工人員理解設計意圖和施工方案要求,被交底人可以減少因信息傳達錯誤而給安裝工作帶來的種種問題,減少施工返工率、提高施工質量和安全。

四、三維數字模型

二次設計是工程施工單位重要的施工技術工作之一,設計依據主要是設計單位設計的系統圖以及設計手冊、規程、規范等。以 600MW機組工程為例,φ76以下的熱力系統管道、電氣熱控橋架和熱控管路設計是二次設計的主要內容,施工技術人員根據設計依據結合施工現場的實際情況進行二次設計,并在三維數字模型系統平臺上將設計結果進行反復校驗和修改。

(上圖為二次設計三維數字模型)

例如鍋爐緊急放水與定期排污二次設計管路在校驗時發現在16.5m層上方與送粉管道干涉;鍋爐房輔助蒸汽管道在K4排柱7.4m層與熱工二次設計的電纜橋架干涉;汽機油系統二次設計管道布置不合理等等,都在三維模型系統中被及時發現,并對原設計進行了相應的修改,直到設計合理為止。此項目工程在三維數字模型系統平臺上共設計出三個專業120冊圖紙。三維數字模型系統的使用不僅提高了二次設計的合理性及安裝工藝性,也為管道標準化定置提供了保障,減少了制造、安裝成本和管理費用。

五、結束語

三維數字模型系統,由于其眾多的優點,在貴州電建二公司所承建的工程中得到廣泛的推廣和應用。貴州電建二公司各個層次的管理人員從三維數字模型系統推廣和應用中,看到的不僅僅是它在工程建設過程中發現了多少干涉點、解決了多少實際技術問題,更大的收獲是讓管理人員們發現了新技術應用的管理思維,拓展了企業的管理思路。新技術的應用需要利用系統的管理手段和方法來管理,新技術的應用也必然帶來管理的變革,沒有對基于三維數字模型施工工程的系統管理,新技術的應用深度和廣度遠遠不夠。

通過這一過程,大家更深刻的認識到,提高施工工程管理水平、降低企業經營成本、經營風險、提高企業競爭力和創造經濟效益的途徑不是唯一的,只要不斷的努力探索,就能找到更多、最好的途徑。三維數字模型系統應用對企業發展將產生深遠的影響,使企業信息化帶動工業化的進程大大加快。

參 考 文 獻

篇5

關鍵詞:三維模型;數字攝影測量;三維地理信息系統;數字城市;城市規劃 文獻標識碼:A

中圖分類號:P232 文章編號:1009-2374(2015)02-0019-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.0108

1 概述

“數字城市”是隨著“數字地球”戰略的提出應運而生的,是解決城市問題的綜合性工程。在“數字城市”建設過程中,二維空間數據一直作為空間信息基礎設施框架重要的數據內容,其在城市規劃、交通、市政等各領域應用廣泛,但傳統的二維數據很難表現城市三維空間形態的多樣性和復雜性以及相互之間的關系。城市三維空間信息則具有直觀性強、信息量大、內容豐富等優點。三維地理信息系統已成為數字城市的重要組成部分,而三維模型的建立是三維地理信息系統建立基礎。本文對基于數字攝影測量技術的三維建模方法進行探討。

2 構建三維模型的方法

三維模型數據生產是建設數字城市三維地理信息系統的核心,三維模型的精度和建模效率直接影響著三維地理信息系統的實用性和建設周期。現將有代表性的四種建模方式列出:

第一,基于航空攝影測量的三維建模技術。通過航空攝影測量技術,在立體環境下,能快速準確獲取建筑物等三維模型數據的位置、形狀及高度信息,再加以外業紋理采集及正射影像屋頂信息即可構建精細三維模型。成熟的DEM數據及DOM數據生產技術路線能快速重建三維場景中的地形數據,真實展現城市風貌。

第二,采用機載激光雷達掃描,快速獲取城市建筑模型及地表模型,但是這種方式獲取的數據量非常龐大,若需提取有用信息必須加上很多人工干預,此種方法建立的三維立體模型沒有建筑物的色彩紋理。

第四,基于規劃圖紙等二維數據資料的城市三維建模方法,利用AutoCAD、3DS Max等軟件建立三維模型數據,但是此方法需要大量的工作來收集數據,且數據的時效性存在不確定性,對于建筑物頂部紋理存在盲區,高程數據的獲取工作量亦較大。同樣此種方法建立的三維立體模型沒有建筑物的色彩紋理。

第五,SWDC-5傾斜攝影系統及SSW-2車載建模測量系統這兩個系統是劉先林院士在第六屆中國數字城市建設技術研討會數字城市高峰論壇上提出的,目前正在推廣應用階段。

3 基于數字攝影測量技術的三維建模方法

基于數字攝影測量技術的三維數據制作工藝,其具體優勢如下:

第一,數據的獲取、處理、分發等都是以數字的形式,攝影測量所有工序都可以在計算機上實現,并且涵蓋整個傳統攝影測量的各個工序。

第二,數字攝影測量技術能夠協助設計人員快速建立地面建筑的空間幾何、高程數據,具有幾何精度高、成像速度快等特點;地面建筑空間幾何精度可以達到厘米級,數據更新較容易,且可應用于大的工程項目和國家范圍內的數據采集,為數字城市乃至數字地球提供基礎數據框架。

第三,基于數字攝影測量技術的城市三維模型數據,與通常的計算機動畫制作和仿真模擬景觀的不同之處在于,它是根據建筑物的實際三維地理坐標,構建真實的城市三維景觀模型。在此三維景觀模型數據中,建筑物之間的空間位置關系與實地是完全對應的,而且任意點的空間三維坐標是可以量測的,具備測繪級別的數據精度。

采用數字攝影測量技術的數字沈陽三維建模技術路線如下圖1所示:

圖1 技術路線

3.1 航空攝影測量

本項目航空攝影采用DMC全數字航攝儀,獲得航攝比例尺為1∶5000、影像地面分辨率0.06m的影像資料。利用獲得的影像資料和外業像控資料通過航天遠景的DATMatrix軟件進行空三加密,獲取內業測量所需要的外方位元素和加密點坐標。

3.2 建立數字高程模型(DEM)

DEM是建立數字城市的基礎信息之一。本項目利用空三加密后的數據在航天遠景的MapMatrix軟件中自動創建立體模型,并檢查相對定向、絕對定向精度,生成模型的大地核線、自動匹配,生成5m格網的DEM文件。在匹配編輯窗口中依作業指導書進行等視差曲線或等高線的編輯使所有曲線均貼緊地面,最后生成DEM并進行DEM接邊檢查與處理。

3.3 生成數字正射影像圖(DOM)

數字攝影測量系統可以進行正射影像糾正和鑲嵌、裁切等。將DOM與DEM疊加,可生成城市的三維景觀。本項目用經過接邊處理后的DEM進行正攝糾正,糾正后的航片在航天遠景的EPT中進行,勻色、勻光、調整編輯拼接線鑲嵌影像。最后按圖幅坐標裁切。

3.4 真正射影像圖生產(TDOM)

三維建模區背景圖是DOM產品的一種,本項目建模范圍內地面進行真正射生產。與普通數字正射影像產品的區別是:三維建模區所用的背景圖對所有建筑物都進行了中心投影糾正,從而保證建筑物無投影差。利用全數字攝影測量系統,在立體環境下采集建筑物幾何特征信息。攝影測量系統所采集的建筑物矢量數據,是制作三維建模區背景圖的數學基礎,利用此數據對正射影像數據進行再次精糾正,即可消除建筑物投影差。

3.5 建立城市真實三維景觀模型

城市真實三維景觀模型可根據大比例尺航攝影像通過數字攝影測量方法,精確測得物體目標的空間三維坐標及獲取建筑物的部分紋理,由相應軟件自動生成建筑物的結構模型。

3.5.1 基礎模型的制作。利用空三加密后的數據在MapMatrix的立體環境下按照《沈陽三維地理信息系統建設設計書》對建筑物分類及模型合并標準的要求,對建筑物房頂及橋梁進行對應的平面幾何和高程數據的采集,并達到平面位置精度

3.5.2 屋頂紋理的提取。按要求對原始影像進行色調處理后,在相應的軟件下進行影像與基礎模型的同名點的匹配,并達到合格精度,軟件自動提取建筑物頂部紋理。

3.5.3 外業紋理采集。利用手持數碼相機,根據外業紋理采集規范,采集測區范圍內所有建筑物側面紋理信息。在外業采集紋理相片時,需要將每個建筑物的外部輪廓用相機清楚地記錄下來,并保證相鄰毗連建筑的紋理接邊。在采集過程中,必須有建筑物整體紋理效果及建筑物局部放大紋理效果,對于特征建筑物及建筑物的局部特征細節需要詳細記錄。

3.5.4 三維模型制作。沈陽三維地理信息系統中,三維模型主要分為地形模型、建筑模型、道路模型、植被模型、市政設施模型等五大類和精細模型、標準模型兩個級別。

要求在較短的時間內完成沈陽市區大規模的三維建模,這對建模效率及數據質量都有很高要求。因為地形、道路和植被模型一般結構比較簡單,建筑和市政設施模型相對復雜,所以我們采用3DS Max與MultiGen Creator兩種軟件結合起來進行建模,即:用MultiGen Creator制作地形模型、植被模型和道路模型,用3DS Max制作建筑模型和市政設施模型。

3.6 城市三維場景整合

采用高德的TerrainBuilder、ModelBuilder等工具軟件,對DOM、DEM、模型、精細場景等進行優化、,整合生成數字城市三維場景。

4 結語

本文通過對數字沈陽三維建模項目的闡述,認為基于數字攝影測量技術的三維建模是一種非常行之有效的建模方法,但同時也存在著一些問題,如批量建模的自動化等還有待于廣大測繪人員進一步研究和探討。

參考文獻

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[4] 劉曉艷,林琿,張宏.虛擬城市建設原理與方法

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關鍵詞:數字德令哈;三維模型;數據質量檢查

引言

隨著科技的不斷進步,城市的信息化成為了必然的趨勢,數字城市的不斷完善已經成為城市發展的新契機,成為城市信息化建設的目標。數字三維城市已成為城市規劃和管理中重要的手段。三維模型能夠真實、生動地表達三維空間信息,成為數字城市的研究重點。

德令哈市是青海省海西蒙古族藏族自治州州府所在地,是全州政治、教育、科技、文化中心,也是海西東部經濟區中心。作為青海省重要的工業城市,德令哈市在青海省經濟發展中具有重要地位。隨著德令哈市經濟的迅猛發展,對城市規劃和城市管理提出了更高的要求,政府部門對信息化建設有著迫切的需求,“數字德令哈”的建設為各部門信息化系統提供了一個統一的定位基礎和信息共享平臺,加快了城市信息化進程。

目前,有關數字三維模型的相關文件有《中華人民共和國測繪行業標準:三維地理信息模型生產規范CH/T 9016-2012》《中華人民共和國測繪行業標準: 三維地理信息模型數據產品規范CH\T9015-2012》《中華人民共和國測繪行業標準:三維地理信息模型數據庫規范CH\T9017-2012》,這些標準對三維模型的制作進行了定義和要求,但對三維模型質量評定沒有明確的要求, 也沒有形成一套有效的質量檢查方法與質量評價體系。

文章針對“數字德令哈”項目中已經產生的大量三維模型成果,參照《中華人民共和國測繪行業標準:三維地理信息模型生產規范 CH/T 9016-2012》《中華人民共和國測繪行業標準: 三維地理信息模型數據產品規范CH\T9015-2012》標準的相關內容并結合工作中進行三維模型質量控制的實踐, 探討了如何對三維模型進行質量檢查。

1 模型的生產流程

“數字德令哈”中三維模型數據的制作流程主要如圖1所示。

1.1 矢量數據采集

立體采集使用MapMatrix全數字攝影測量工作站完成,模型定向采用空三自動恢復模型進行立體測圖,采集道路、水系、屋頂、基礎設施等數據。

1.2 紋理照片采集及處理

用符合要求的相機實地采集房屋、道路、植被、基礎設施等要素的照片以及興趣點。將采集的實地照片在Photoshop軟件下處理成紋理數據。

1.3 建筑模型制作情況

利用立體量測的方式,將建筑物屋頂結構全部表示出來,再將該結構結合地面dem,提取成立體模型。后期貼圖時參照外業實拍的照片形狀進行核實、修改,將處理好的紋理數據賦在建筑面上,保證模型與實際相符。

1.4 道路模型制作情況

人行道、行車路面按照大比例尺地形圖精確制作;地形圖上未表示的較窄的道路按航片或照片制作;全區域范圍內同材質路面使用了同一紋理表示;跨河橋梁等全部按照實際建模。

1.5 植被模型制作情況

城市中植被種類繁多,數量巨大,因此植被利用十字交叉面片雙面貼圖的方式進行建模。

1.6 基礎設施模型制作情況

交通信號燈、路牌、路標、交通指示標志牌等按實際形狀建模,按實際位置表示,方向指示正確;道路中間、兩側的柵欄及柵欄兩頭的圓柱形墩子按實際表示,使用透明紋理表現。包圍綠地或隔離帶的圍欄按實際建模,并使用透明紋理表現;道路附屬設施上作為設施主體的廣告牌按實際照片制作紋理貼圖。

2 質量控制內容

三維模型數據是“數字德令哈”地理空間框架中的重要內容。

2.1 質量檢查內容

2.1.1數據命名、格式的檢查:包括模型的命名,紋理的命名,紋理尺寸和格式的正確性。

2.1.2 空間數據的檢查:包括平面位置精度、高程精度和坐標精度。平面位置精度主要檢查與地形圖中基底輪廓線的套合情況;高程精度主要檢查模型與實際高度是否一致;坐標精度檢查是否符合項目設計書中的坐標系統要求。

2.1.3 場景中模型的檢查:(1)檢查模型結構是否完整、正確;模型有無缺漏、穿插;有無多余面或丟失面。(2)檢查紋理是否與實地相符;紋理是否清晰,有無扭曲、變形、炫光等;紋理間銜接是否合理。(3)平臺場景中檢查地形模型、建筑模型、道路模型、植被模型、基礎設施模型以及各類型模型之間相互位置關系。(4)附件的質量控制主要指文檔的完整性。

2.2 檢查平臺

德令哈市的三維模型是使用3ds max軟件進行原始模型的制作、光照烘培效果和格式轉換的,利用Photoshop軟件進行紋理處理,利用City Maker Building平臺進行大場景整合。所以質檢人員也是在上述軟件下進行檢查。

3 檢查方法

3.1 原始模型數據檢查

3.1.1 平面檢查

對于制作好的模型,首先檢查模型的平面坐標,將德令哈1:500的CAD圖導入3ds max軟件作為依據,在頂視圖中檢查建筑的基地邊線是否與CAD數據套合,對于復雜結構的建筑應多角度進行檢查。

3.1.2 模型檢查

坐標檢查完后要檢查模型文件中存在空物體,打開摘要信息命令(Summary info)檢查文件中物體數量、面片數量等信息,查找到統計數據中點與線都為0的模型即為空物體,記錄后需在max場景中刪除。接下來打開模型列表,檢查模型的命名是否與設計方案一致,如有問題需要記錄,若沒有就可進行下一步檢查?!皵底值铝罟表椖吭O計要求模型需100%檢查,所以檢查時是按照模型的名稱進行順序檢查,主要檢查模型結構與實地是否一致,是否符合設計方案的精度要求,貼圖是否完整;整個max場景中模型是否有重疊、穿插、漏縫等情況;最后需檢查模型軸心位置。如檢查有上述問題需記錄后返還給作業人員進行修改。

3.1.3 紋理檢查

模型的紋理首先需在photoshop軟件中打開后檢查紋理的命名與格式是否符合軟件要求,尺寸是否是2的N次冪,并小于2048像素;其次需要檢查場景中紋理圖像的清晰度與真實度,交界面紋理應合理銜接,保證所有的模型紋理必須賦予UV,利用反轉法線制作的兩個透明面要避免閃爍,制作的透明貼圖不能出現明顯的白邊。如檢查有上述問題需記錄后返還給作業人員進行修改。

3.2 平臺數據檢查

原始模型檢查修改完成后,將模型轉換成City Maker平臺所需的.Osg格式數據,在平臺中整合好的數據還需檢查建筑模型、地面模型、道路模型、植物模型、基礎設施模型之間的相互關系,檢查各類模型底面與地面的銜接是否在設計書要求精度范圍內,檢查各類模型互相之間銜接是否合理。

4 結束語

隨著數字城市的不斷發展建設,我省的數字項目會越來越多,對三維模型的需求也會越來越大,但目前對三維模型的質量檢查還沒確切的標準,影響三維模型質量的因素很多,不同的項目需求對三維模型的質量起著決定的作用。文章通過“數字德令哈”項目對三維模型的質量檢查設定了一套方法與流程,希望可以對其他數字城市項目中三維模型的質量檢查提供一些參考。

參考文獻

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關鍵詞:3D建模;三維數字校園;EAVR軟件平臺

中圖分類號:TP37 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)34-0241-03

三維數字技術的迅速發展為人們提供了多層次、高質量、高效率的信息服務及決策支持,應用研究主要表現為基于現有EAVR平臺進行二次開發,通過三維軟件進行模型建立并加載數據及功能模塊。本文以秦皇島職業技術學院校園為研究對象,借助南方數碼GIS 軟件的開發平臺,利用3ds Max進行三維數字校園建模,并初步實現GIS分析功能。三維數字校園為大學校園的規劃管理、資源利用、教學實施提供了支持。

1 建模技術標準和基本原則

1.1 技術標準

平面坐標系采用1980西安坐標系,任意分帶;高斯克呂格正形投影,投影面為參考橢球面。高程基準采用1985國家高程基準。

技術依據:

1)《數字測繪產品檢查驗收規定和質量評定》GB/T 18316-2008;

2)《數字城市地理空間信息公共平臺技術規范》CH/Z 9001-2007;

3)《三維地理信息模型數據產品規范》CH/T 9015-2012;

4)《三維地理信息模型數據生產規范》CH/T 9016-2012;

5)《三維地理信息模型數據庫規范》CH/T 9017-2012。

1.2 基本原則

1)數據采集原則

幾何數據選用的已有測繪資料應滿足建模現勢性和精度要求,不能滿足要求時,應按有關技術規定進行重新測量;平面和高程數據的采集,應符合現行相關技術規定;應以能夠準確表達對象幾何形態特征為原則,必要時可通過圖像或視頻等方式輔助描述幾何形態的細節特征。

紋理數據采集遵循紋理的單一最小化原則。應拍攝地物所有部位的表面影像。有重復單元的表面,宜拍攝局部;無重復單元的表面,應拍攝完整表面。對結構復雜或無法正視拍攝的表面,應進行多角度拍攝,并利用圖像處理軟件進行糾正和拼接處理。應根據不同細節層次的模型以及相應的精度及表現要求,確定拍照需要表現的細節。應拍攝有代表性的表面影像制作通用紋理或示意紋理。

2)三維模型完整性原則。三維模型數據要素應全面完整,不應有遺漏和冗余。不同類型、不同細節層次數據的拓撲關系應完整、正確。

3)三維模型位置精度原則。三維模型數據的平面坐標值(X,Y)應符合《三維地理信息模型數據產品規范》CH/T 9015-2012 的要求;三維模型數據的高度(Z),根據不同模型類別和細節層次,應符合《三維地理信息模型數據產品規范》CH/T 9015-2012 的要求;三維模型數據各組成部分的位置精度應符合《三維地理信息模型數據產品規范》CH/T 9015-2012 的要求。

4)三維模型表現精度原則。三維模型的可視化表達包括平面精度、高程精度、地形精度、DOM精度、模型精細度、紋理精細度6個指標。三維模型數據的表現精度應符合《三維地理信息模型數據產品規范》CH/T 9015-2012的要求。

2 整體設計及技術路線

南方EAVR平臺是廣州南方數碼科技有限公司依托公司深厚的測繪背景和技術優勢,獨立開發出的具有完全自主知識產權的數字城市建設平臺,它可以綜合多源地理數據(柵格、矢量)與實體模型對地理環境中的自然和人工實體進行建模,管理與可視化。本項目根據秦皇島職業技術學院的實際情況,在認真進行資料分析和實地踏勘的基礎上,通過新技術、新方法的應用,建立科學的技術路線和生產工藝?;贓AVR軟件平臺,利用數字高程模型和其他2D或3D信息源,包括GIS數據集、層等創建一個交互式三維地形場景環境,實現基于三維地形場景的交互式鳥瞰、飛行等任意角度和方位旋轉顯示、無級縮放、快速無縫瀏覽、查詢、定位功能。

建模設計是三維展示系統中的三維模型數據生產的部分,本項目建模區建筑和地形均采用模型主體表現或符號表現的方式生產,不通過DEM、DOM來生成地形。通過地形數據和衛星影像出圖,在實地地毯式采集測區建筑和場景紋理,內業依據秦皇島職業技術學院的地形測量數據和實地采集的紋理照片,參考衛星影像數據,結合通用紋理庫,生產測區的建筑和地形三維模型成果,導入專門開發的三維數字城市系統,進而生成較真實的三維校園立體景觀,如圖1所示。

3 三維模型制作

3.1 實施流程

數據生產流程主要包括前期數據收集分析(包括地形圖資料、交通資料等,通過試驗、檢測與認真分析,合理、充分利用各種已有資料)、中期數據采集、后期數據處理三大部分。

項目區域內所有模型分為精細建模模型、標準建模模型和基礎模型三類。統一采用3ds Max建模,最終建模的模型導出成三維數字地球平臺支持的格式模型文件,通過三維數字地球平臺導入,實現模型和場景的融合。

之后添加屬性:根據外業拍攝時的記錄和現有資料的參考,對項目區域內重點建筑設施賦予名稱及信息提示等屬性,方便系統進行檢索和查詢。

3.2 模型制作

本項目三維建模包括建筑模型、道路模型、植被模型、地面模型以及其他模型的制作。首先采用航測法采集建筑的空間三維信息,并編輯成合格的白模型數據,最后進行優化處理和紋理貼圖。

校園的建筑對比普通的城市建筑有很大區別。首先校園類建筑的密度低,平均算下來每平方千米的建筑數量可能連城市建筑的1/4都不到。但是,校園建筑的難度相對來說是較大的,因為建筑本身各具特色,重復性低,外部結構較多,貼圖的重復利用率也低。所以需要在建模前進行仔細的分析和腦中推演。

以秦皇島職業技術學院的圖書館為例,此建筑適用于分體建模的形式,把整個建筑分成4個部分,后方的矩形結構,左側的正方形結構和右側的扇形結構,以及正面的裝飾性結構,如圖2所示。在建模過程中,使用CAD建筑地線作為參照,配合使用Poly級別下的“D出”“倒角”“橋接”等命令。

具體實施步驟如下。

1)在Auto CAD中將建筑地線提取出來,并做好封口、焊接等處理,確定CAD當中的坐標和單位的正確。

2)使用CAD的導出命令,將建筑地線單獨存儲成一個DWG格式的文件。

3)將先前保存好的DWG格式文件導入3ds Max當中,并在導入時注意選擇導入單位為“米”。然后這個DWG格式文件當中的線段,會在3ds Max中以二維線的形式顯示,這就是建模的依據。參照這些二維線,并使用3ds Max中的二維線,可借助“點捕捉”命令進行再次描繪。

4)根據重新描繪的二維線,開始創建模型。首先保證線段閉合,然后將線段轉換成Poly模式,并依據先前采集回來的高程數據,以實際高度,使用“擠出”命令,來創建建筑的外輪廓。在形成的過程中,要確定建筑的實際層數、高度和結構,進行有意識的線位預留,比如窗戶的位置和門口的位置,以及一些附屬結構的位置,都要在過程中預留出來,為后續的建筑工作增加便利。

5)基本的建模工作完成,開始制作建模的附屬結構,如遮雨棚、電梯房等結構,有些需要單獨制作的,要在制作完成后,放到先前預留的位置當中去。

6)進入模型貼圖階段。創建材質庫,然后按照建筑的實際顏色、紋理來進行貼圖制作。在制作的過程中,要保證貼圖與實際的相對一致性。并在貼圖的時候,使用3ds Max中的“UVW”命令進行一系列的調整,如位移、重復、鏡像等。通過貼圖的制作,可以增加模型的真實度與質感,使創建的三維模型更加真實,如圖3所示。

3.3 交互設計與集成

將3DMAX數據導入南方數碼研發的易維數字城市軟件平臺, 優化場景數據及材質,設置場景參數,設置行走模式、飛行模式、車行模式,檢測場景的重力效應和碰撞,對透明材質設施進行穿透檢測,以達到場景瀏覽順暢。接著設置場景特效,根據時間設定場景的光照效果,設置各種天氣特效,添加輔助的情景動畫。編寫腳本控制,根據用戶的需求瀏覽校園場景, 實現查詢定位、功能屬性查詢等交互性操作。最后,將三維模型數據通過EAVR平臺的網絡模塊進行,實現三維系統建立在B/S結構的體系上。

把虛擬場景打包成可獨立執行的EXE文件供用戶下載, 并用網上三維互動制作軟件(VRPIE)打包輸出為可網絡的 VRPIE 網絡三維文件。同時把之前收集的高分辨率Quickbird遙感影像地圖進行影像配準, 并以此為基礎結合校區簡化圖, 制作電子地圖, 同步到網絡。

三維數字校園建成后,可以實現部分三維交互功能,用戶在三維場景中通過操作鼠標或鍵盤進行漫游,可以對其中的三維物體信息進行管理和查詢操作,使三維的空間感更逼真地顯示在用戶面前。主要系統功能如下:

1)數據管理和編輯的功能。用戶可以根據自身的需求加載自己所需的數據,如:柵格數據與矢量數據的疊加,多種數據的復合疊加等??梢苑奖愕卦谌S環境中瀏覽二維數據。

2)三維信息交互查詢功能。在三維數字校園平臺中可以方便快捷地在三維場景中進行目標定位,并對三維場景中的三維模型實體相關屬性信息進行即時的調閱與動態查詢,如圖4所示。

3)路徑漫游功能。三維數字校園平臺提供空間量測工具、三維路徑分析功能,可以選擇路徑進行漫游,還可以實現通過鼠標鍵盤進行旋轉飛行等功能,滿足各種三維場景觀察與瀏覽需求,如圖5所示。

4 結束語

秦皇島職業技術學院三維數字校園是依托EAVR平臺,將校園數字化、可視化的體現。本文根據秦皇島職業技術學院校園實際情況,進行了數字校園整體建模設計及技術路線,根據設計規范實施建模流程,通過3ds Max完成三維數字校園建模。

通過三維數字校園的建設,管理者能很方便、直觀地了解學校布局及景觀,使學校未來的規劃設計方案在虛擬的數字校園場景中直觀體現,規避了設計中可能的風險,對校園的建設規劃等起到輔助決策的作用。同時數字校園可以直觀有效地促進學校的招生宣傳及校區資源的展示,對學校大型活動規劃安排及制定應急疏散方案等提供幫助。

參考文獻:

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關鍵詞:Skyline平臺 數字城市 多維展示與決策 三維GIS

1 概述

伴隨著城市信息化建設的快速發展,數字城市的構建已愈來愈成為關注的熱點。數字城市是數字地球戰略構想的重要組成部分,是將現實中的城市以空間位置及其相關聯信息為基礎形成多維的、數字化的信息系統,它充分利用現代信息技術和網絡技術,將城市的各種信息資源加以整合并利用。在初始階段,構建數字城市主要依靠二維GIS,當前,三維GIS技術已日趨成熟,推廣使用后,數字城市的應用研究必將有突飛猛進的發展。三維GIS與二維GIS相比,它可以多維呈現城市各種元素,它以立體造型技術來展現地理空間現象,能給人以更真實的感覺。不僅能夠對空間對象進行其特有的多維空間分析和操作功能,還能描述和表達它們之間的垂直關系和平面關系。數字城市的構建完成,可以在城市可持續發展等方面發揮重要作用,同時還能在城市的規劃、建設和管理、打擊犯罪、防災減災、電子商務方面發揮自己應有的功效。以三維GIS技術為基礎的數字城市,可以提供全新的城市規劃、建設、管理與服務的決策輔助信息,還可以為市民提供享受數字化生存的環境。

2 基于多維信息的數字城市模型

建立以城市地理坐標為基準的完整數字化模型,收集、整理、歸納現實城市中的多維信息,用戶可以快速、完整、形象地了解全市宏觀和微觀的各種情況,通過互聯網聯結起來。用戶登錄系統后,根據地理學原理,空間對象依層次分為9塊:現實世界、概念世界、地理空間世界、尺度世界、項目世界、點世界、集合世界、地理要素世界。根據地理信息的特點:區域分布性、數據量大、信息載體的多樣性以及三維GIS的特點,在此基礎上再結合面向對象方法,就能建立一個比較完備的空間信息模型。如下三層概念模型可搭建出來,如圖1-1所示。

3 多維展示與決策系統設計

通過建立綜合的多媒體數據庫,構建具備能夠將原有城市信息資料文檔、二維矢量數據和三維場景相結合的多維展示與決策系統。該系統是一個集二維三維于一體的GIS平臺,可以通過該多維平臺查詢調用大量的資源信息,同時可以直觀查看監控的多維信息數據(如交通信息等),并整合多維信息進行分析,服務于城建規劃、應急救援決策的制定等。

3.1 系統的功能設計 系統分為三個功能模塊,由下向上依次為:底層數據管理、維護、服務層,包括:數據服務子系統、用戶管理子系統、多維信息與遠程協同子系統?;A功能平臺層,包括:通信子系統、信息展示與查詢系統等。應用功能層(業務子系統),包括:電子政務子系統、電子商務子系統、智能交通子系統、統計、分析、調度決策子系統、電子醫院子系統、故障定位子系統和網上社區子系統等。

3.2 詳細設計 基于數字高程模型(DEM)的三維GIS有助于用戶對空間數據相互關系的直觀理解,但僅把多維可視化模型作為信息表示的一種輸出媒體是遠遠不夠的。對于各種各樣的GIS用戶來說,往往需要直接將其作為可交互查詢的媒體。在此分析基礎上,采用以下方法對應用系統進行詳細設計:①以關系型數據庫作為數據管理的中心。由于多維數字城市展示系統會涉及到各種類型的數據,因此,為實現系統數據集成存儲、網絡共享、分布式處理,系統采用關系型數據庫來管理結構化數據與非結構化數據。數據庫管理系統選用大型數據庫Oracle平臺,實現對數據的統一管理,從而使城市空間數據與非空間數據的管理問題得以解決。②多維影像合成采用Skyline平臺的TerraBuilder模塊實現。系統中,完成數字DOM圖像與數字DEM模型進行多維融合,生成系統skyline獨有的多維地形文件,采用TerraBuilder合成技術,它支持包括遙感影像、高程數據、特殊景觀紋理和基礎二維GIS數據等多種數據的合成。③系統開發應用TerraExplorer Pro模塊進行。我們可以與現存的二維系統實現聯動,因為TerraExplorer Pro支持WFS/WMS和ArcSDE,同時,利用skyline的Developer提供的COM接口,可以實現用戶自定義開發,各種外部資源可以得到充分利用,完美做到與Oracle平臺的結合。④系統的數據管理。海量的地理信息數據,是制約多維GIS發展的一大難題,而本系統采用Skyline平臺的TerraGate很好的解決了這一問題,用戶瀏覽海量數據可以沒有限制、沒有阻礙。

3.3 系統的邏輯結構 根據上述的系統設計方案,系統的邏輯結構進行如下設計:系統采用三層式邏輯結構:底層數據平臺、數據系統平臺、應用系統平臺。底層數據平臺:Oracle數據庫作為底層平臺,數據信息包括TerraBuilder合成之后的多維數據、以及二維的影像和屬性數據,還有其他的數據(如單位列表、電話簿等),其中還有原有基礎城市數據的鏈接等。數據系統平臺:完成二維、三維空間數據和屬性數據的功能,多維數據采用TerraGate,二維數據采用ArcIMS。應用系統平臺:應用系統使數字城市的電子政務、電子商務、智能交通和分析決策等功能可以實現,它是通過COM接口與底層數據庫和數據層進行數據交互的功能擴展。

3.4 系統典型應用的研制?、俣S、多維展示功能的實現。本系統采用二維和多維聯合操作的方式,在不影響用戶操作方便性的基礎上實現了多維可視化效果,使顯示、查詢和編輯可以在兩種視圖之間自由切換。從而在多維可視化場景下,繼承二維GIS操作具有無極放大、選擇唯一和定位準確的特點,結合三維GIS的強大空間檢索和分析功能為城市的規劃、設計和高效管理提供整體支持。②空間行為決策系統的開發。空間信息分析與行為決策是三維GIS的核心部分之一,空間信息分析在地理數據的應用中發揮著舉足輕重的作用。系統開發了一些簡單的空間分析功能模塊,比如圖1-2所示的“測量功能”模塊,這與二維計算機地圖制圖系統有顯著的差別。利用系統的空間信息分析技術,對原始數據模型進行觀察和分析,用戶可以獲得新的經驗和知識,并做出城市空間行為的決策。

4 解決的幾個關鍵問題

4.1 多維建模技術 城市多維景觀模型包含數字高程模型、地面紋理影像等數據,它是多維數字城市信息系統的表現模型。本系統數字高程模型的建模方法采用綜合形式,普遍采用數字攝影測量方法,結合GIS數據,通過影像匹配快速自動生成數字高程模型。另一種方法是采用三維設計軟件,如3Dmaxs等軟件,通過Skyline平臺提供的COM接口,將設計好的模型實體導入并定位于特殊地形景觀模型中。

4.2 圖像壓縮處理技術 圖像壓縮采用小波算法實現,可以生成地面紋理和形狀最大限度接近真實目標,從而保證了圖像壓縮后的質量達到無失真。圖像壓縮比高,以1米地面高度分辨率的影像數據和25米地面高度分辨率的高程數據多維融合為例,經過測試,壓縮比一般可達到4:1,最高甚至可以達到10:1。高圖像壓縮比和快速還原能力得以實現,它采用多級LOD方式存儲系統影像,使多比例尺、多尺度空間地形數據可以無縫融合在一起,調用圖像響應時間不超過0.5秒,從而在根本上解決了大型影像數據(>200GB)的網絡瀏覽問題。

5 結論

隨著信息技術的不斷發展,各行各業開始重視交互式多維可視化應用軟件的開發。針對數字城市應用系統的特點,我們基于Skyline平臺實現了一個面向數字城市應用領域的交互式可視化多維展示與決策系統。系統應用后,能夠在一定程度上為城市數字化管理提供完善的支持,可視化程度高、交互性好和開放性強是該系統的特點,在當前飛速發展的城市數字規劃與管理中有著廣闊的應用前景。

參考文獻:

[1]王樹德.數字城市基本問題和我國數字城市建設[J].青島大學師范學院學報,2002,(01).

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關鍵詞:電子沙盤;地理信息;三維建模;操作控制

隨著科學技術的飛速發展,計算機軟硬件技術、多媒體技術、傳感器技術等一系列技術越來越多的被人們應用,與此相關的虛擬現實技術也得到了進一步發展,傳統的固化沙盤模型,逐漸被具有人機交互、動態模擬的電子沙盤所代替,主要應用于軍事上的沙盤模型也逐漸應用于城市規劃、交通分析等方面。如何充分利用地形、影像、三維空間信息結合光、電等技術實現真實、實時的三維交互式城市場景,將成為輔助城市決策、城市規劃不可缺少的手段。

1 基本原理

簡單來說,城市電子沙盤就是以城市基礎地理空間信息為基礎,綜合計算機圖形學技術、多媒體技術、傳感器技術、人工智能、仿真技術、立體顯示技術等多種學科技術造就一種生動逼真的視、聽、觸一體化的特定虛擬環境,使人們“沉浸”于等同真實的環境,進行感受和體驗,其原理為通過控制系統調用準備好的信息數據,依靠多媒體手段將信息模擬真實的環境展現在顯示端,示意圖見下圖。

圖一:城市電子沙盤基本原理示意圖

2 系統實現

2.1 系統實現示意圖

圖二:系統實現示意圖

2.2 數據建設

數據建設是城市電子沙盤制作的核心,同時也也是電子沙盤制作的難點,主要包括數據預處理,三維建模、建立數據庫、功能實現。

2.2.1 數據預處理

城市電子沙盤系統中數據預處理主要是指地形圖、影像圖等數據的處理,使其滿足建設城市電子沙盤系統的應用。預處理主要包括:①統一規范數據格式。為了保證數據融合和集成顯示的效果,必須對數據格式進行統一,保證各類數據之間很好的結合,也保證各類數據準確的應用操作控制系統中。②地形圖處理。根據城市電子沙盤建設的效果選擇不同比例地形圖,城區一般選擇1:500數字線劃圖,農村一般選擇1:2000或1:10000數字線劃圖,將道路、水系、房屋、信息點注記分級、分類、分層。③影像圖處理。將航片影像和衛片影像處理為不同分辨率數字影像,進行調色、糾正處理。④其它數據處理。其它高程模型、規劃信息、視頻、動畫等數據處理,使其能夠與地形、影像、三維模型等數據整合在一起,集成在電子沙盤系統。

2.2.2 三維建模

城市電子沙盤系統中三維建模為一般建模要和精細建模。一般建模是指在一定的坐標系統基準下,以城市二維地形圖為基礎,套合城市數字高程模型(DEM),建立城市三維空間框架模型,再疊加城市數字正射影像(DOM),將影像數據作為紋理,與城市三維空間框架模型疊加顯示,建立城市三維地表空間模型。精細建模是指依靠專業的三維建模軟件如3DMAX等進行房屋、道路等要素精細化三維模擬真實搭建,對搭建的三維模型依照坐標位置移植到城市三維地表空間模型。對于建立城市電子沙盤系統而言,一般建模主要用于山地、丘陵地,從宏觀的方面表現三維環境;精細建模主要用城鎮,從微觀方面展現城市的特征風貌。

2.2.3 建立數據庫

城市電子沙盤系統建設必須依靠大量的各類數據信息,同時在演示必須能夠加載相關信息,這就必須創建一個能存儲多種信息類型的數據庫,包括地理信息數據庫、媒體數據庫、三維模型數據庫等。通過訪問不同數據庫中的數據,來管理和調用地形、影像、視頻等各類信息數據,提高數據使用效率。

2.2.4功能實現

飛行漫游。它是電子沙盤展示最基本的變現方式,通過直觀、真實的三維環境來表現地形、城市特征,其表現為以觀察點為基點的前進、后退、左移、右移進行三維場景的游覽,可根據要求自定義游覽的路線、高度、視角等。

動態影像動畫輸出。電子沙盤不同于傳統的沙盤的主要在于它能夠實現事先設定,或者展示時實現自定義設定的三維影像和三維動畫的動態表現,通過程序實現這些將直接展現電子沙盤的特點。

查詢、分析。城市電子沙盤說通俗一點,可以認為是高級的電子地圖,其興趣點的查詢、感興趣區域的分析是要實現的基本功能。

專題功能的實現。是指根據需要,加載有關行業方面的信息,實現如城市規劃、交通分析、綠地監督調查等方面的功能。

2.3環境建設

硬件設備包括高性能圖形工作站、高端存儲設備、大屏幕液晶顯示器和多點觸摸屏或高清投影儀和銀幕,以及音響、燈光、網絡設備等設施,是為流暢、高清顯示、人機互動提供基本支撐。

軟件系統包括計算機操作系統、GIS數據庫、圖形圖像處理軟件、基于三維的地理信息管理系統等,是為調用各類數據資源提供基本服務。

場景布設是根據設計方案、表現效果要求,選擇能夠將圖像、動畫、解說、音樂、燈光等多種元素很好的融合在一起,為觀眾留下深刻影響的環境設計。

2.4 操作控制系統

電子沙盤的操作控制系統通常有自動、手動、遙控三種模式。

自動控制模式:通過事先設計好的思路,由計算機程序自動按一定的順序對模型概況、各規劃分區、主要路網、主要建筑等信息通過多媒體形式展示出來,同時模型燈光電器與背景燈光也會自動與展示內容配合亮滅。此模式適合展廳全面開放,參觀者人數較多且來源復雜的情況時使用。 手動控制模式:由講解員或參觀者通過手指觸摸屏幕,有選擇的、交互的演示對應內容,有目的的主動對展示信息進行索取。通過手動控制能夠實現感興趣區域的突出展現,使其地理方位、形狀在模型上一目了然,同時配以圖片和音樂介紹,使感興趣區域的相關信息全方位解說。此模式適于參觀者較少的情況,如領導參觀、投資商考察等情況時使用。 遙控模式是通過將整個系統的顯示、音樂及燈光等統一起來編制的演示系統,再結合遙控設備,使用戶可以手持遙控器,演示感興趣的區域。

3 結束語

城市電子沙盤不同普通的電子沙盤,普通的電子沙盤一旦完成后,需要維護很少,主要因為其核心的基礎數據不會發生變化,而隨著城市建設的不斷加快,城市面貌將會發生很大變化,如果不能將發生變化的地理信息數據進行及時更新,花費造價很大城市電子沙盤就會很快失去了現實意義,這需要我們在建造城市電子沙盤時,考慮到以后的維護方面的相關問題,真正實現其可持續發展。

參考文獻

[1] 楊宇航,李會杰,馮允成. 基于虛擬現實技術的電子沙盤仿真系統. 《計算機仿真》.2003.1

[2] 杜建麗. 電子沙盤制作方法的研究.

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關鍵詞:A3 航空攝影 城市三維模型 紋理

中圖分類號:P231 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)11(b)-0011-03

三維城市模型的構建,一直是測繪領域的主要發展趨勢和熱門研究課題,在城市規劃、國土管理、通信、房地產、城市應急減災、虛擬現實等行業領域具有極為重要的應用價值。目前業內針對城市三維建筑模型還沒有一個建模標準,筆者基于近兩年的項目與技術實踐,認為構筑數字城市中的模型數據應該至少包含以下要素:高精度的地形數據、準確的建筑模型以及真實的城市紋理和真實的要素模型等,這是城市最真實化的展示?;谧钫鎸嵉某鞘心P蛿祿趴梢詫崿F三維視角下的城市空間信息管理、查詢和分析,使普通用戶不僅能有接近現實世界的真實感受,也為專業用戶提供城市空間現狀更為真實、客觀和準確的數據分析。

1 A3航空攝影技術介紹

1.1 硬件簡介

2011年以色列VisionMap公司推出了大幅面A3數字航攝儀,將傳統框幅式與推掃式優點結合起來,并且配備300 mm超長焦距,可以高效率同步獲取正射和傾斜高分辨率影像。A3數字航攝儀由存儲器、小型計算機、GPS、電源、控制終端接口及旋轉雙鏡頭組成。主要技術參數見表1。

1.2 主要技術特點

(1)300 mm超長焦距在相同航高下可以獲取超高分辨率影像數據,保證城市影像分辨率質量和效果。(2)109°超大視場角可以獲取超大幅面影像數據,不但采集效率高,還可以同步采集不同角度的影像。(3)70%以上超高重疊度可獲取同一地物的多角度觀測影像,保證航帶間影像加密點數量,提高空三精度。(4)LightSpeed全自動數據處理系統,可以保證數據的生產效率。

2 三維模型制作方法

2.1 技g路線

基于A3航空攝影數據特點,同時吸收了傳統建模方法中手工制作的優點,形成了一套較完整的解決方案,可以有效解決傳統城市三維建模的不足。

該方案利用A3數字航攝儀提供的超大幅面立體像對(super large format/SLF)同步采集建筑物矢量模型、地形,并利用大角度傾斜影像映射建筑模型側面紋理。另外,為了彌補航空采集不足,地面底商、樓宇遮擋以及小品等區域,通過地面拍照方式進行采集制作,如圖1所示。

該技術路線具有如下特點。

(1)利用A3高空航空攝影的作業方式,可以進行大面積、高效率的采集,特別適合大范圍、快速的城市建模需求。(2)超大幅面立體像對(SLF)可以用于采集準確的建筑物輪廓幾何信息,并同步提取高分辨率的紋理,節省紋理單獨制作環節。(3)A3長焦距影像可以制作城市準真正射影像,保證城市密集區的視覺效果,比三維模型整合的三維場景更真實。(4)此種方式建立的建筑物模型為單體的、對象化的模型,可以對各個模型進行單獨的加工、修改、編輯,甚至添加各種屬性信息。(5)實景模型數據精確,三維GIS分析結果準確度更高,可以滿足規劃、國土、城市管理等領域的應用需求。

2.2 三維模型制作

利用超大幅面立體像對(SLF)進行三維模型的制作。在立體采集環境的支持下,類似傳統DLG采集模式,采集建筑物幾何信息。較傳統航攝相機,SLF立體像對由于視場角度大,可以最大限度地采集到建筑物側面幾何信息,如圖2所示。

2.3 實景紋理制作

2.3.1 傾斜影像空間定位

經過空三加密輸出的SLF立體像對具有精確的影像外方位元素,可以準確恢復每張影像的空間位置,具有精確的三維坐標信息,如圖3所示。

2.3.2 紋理制作

在制作出高精度的體框模型后,基于定位后傾斜影像本身的特點,結合數字三維及空間幾何投影技術選取每個模型面,獲得其角點的物方坐標(X,Y,Z),已知傾斜影像的外方位元素及傾斜影像本身的投影框物方坐標(X,Y,Z),通過判斷每張傾斜影像與該模型面是否相交篩選出與模型面對應的所有影像集,然后利用共線方程,計算出所選模型面在每張像片上的投影像點坐標(x,y),通過篩選算法按照影像質量及影像投影面最優原則將相應影像集排序,挑選最優影像稍作編輯,最后將所選像片紋理部分截取并計算出紋理坐標自動映射到模型面上,從而實現實景三維模型的自動化紋理提取映射功能,如圖4所示。

3 應用案例

2014年4月,在北京市選取了約50 km2建成區進行A3影像數據采集,為了更好地采集側面紋理,測區采用雙向交叉飛行方式,如圖5所示,測區技術參數見表2。

該項目制作完成1∶1 000數字高程模型(DEM)、數字正射影像(DOM),并針對核心區進行了實景城市模型制作,如圖6所示。

4 三維建模技術探討

4.1 精細的模型不一定真實

在傳統三維模型制作中,為了三維可視化效果的需要,模型數據在制作與認識上偏離了三維應用的根本需求。模型制作的精細、精美并不等于數據的真實、可靠。傳統精細模型的制作多數依靠人工拍照方式進行結構細化,受制于地面拍照范圍限制,多數模型結構只能靠經驗估算。在缺少準確數據支撐的前提下,一味地追求模型精細度,最終導致的是人為制造的精細,增加了大量冗余數據,降低了數據使用效率。同時因為真實度不高,在實際數據應用中無法體現三維的價值。以數碼航攝、激光雷達等為代表的新技術中,可以保證建筑模型的相對與絕對精度,另外利用傾斜影像作為紋理源,保證了每個模型面都具備唯一的真實紋理,杜絕虛假紋理,增加了模型的真實度。

4.2 模型可對象化操作

隨著傾斜攝影技術快速發展,基于大重疊度傾斜影像可以快速重建城市三維,提高了用戶瀏覽地圖時的城市三維體驗。但是,在近距離瀏覽該數據時,可以發現在建筑細節方面還有較大缺陷,不能進行精細化三維應用。另外,該數據不同于傳統的三維數據,在成果格式和應用平臺均有特殊要求,只能以特定的格式和平臺進行瀏覽展示。模型的可對象化操作與目前地理信息平臺數據三維分析需求相對應。只有可對象化操作的模型才方便進行編輯、更新和關聯相關屬性信息,進行城市精細化管理應用。如在建筑方案規劃對比中,可以進行單體模型替換,多方案綜合對比。在城市拆遷分析中,關聯建筑年代、住戶人口等相關信息,準確分析拆遷成本等重要數據。

4.3 城市級三維數據的考驗

傳統三維建模受作業效率限制,基本以小場景景觀建模櫓鰨數據量對三維平臺考驗不大。在傾斜攝影技術出現后,城市量級的快速建模需求得以解決。隨之而來是城市三維整體數據量的激增,對三維應用平臺帶來了巨大的考驗。因此,一方面在分析應用需求的同時,制定適宜的模型制作標準,控制模型數據量;另一方面三維應用平臺還需要不斷完善承載能力,提高大數據的加載流暢度和紋理顯示效果。只有在三維數據和平臺相互促進不斷提高時,才能真正展現出城市真實的三維場景,將三維數據服務于城市管理和決策。

5 結語

A3作為一種新型航空攝影系統,在數據采集中具備高效率、高分辨率、高精度的特點,同時還能采集真正射和傾斜影像數據,在城市三維建模中具有獨特的技術優勢?;贏3航攝數據制作三維模型,在傳統建模路線上進行了局部創新,創建了一套新的建模方法和技術流程,充分利用A3數據優勢,提高模型質量和生產效率。城市三維模型只有在滿足現勢性、真實性和準確性的基礎上,結合現有三維GIS平臺進行單體化操作、城市級大數據分析,才能發揮三維數據價值,為城市智慧決策提供分析依據。

參考文獻

[1]張祖勛,張劍清.數字攝影測量學[M].武漢:武漢大學出版社,1997.