张承玉 吴雪薇 安娜 张贺然
中国冶金地质总局地球物理勘查院 河北省保定市 071000
摘要：
改革开放以来，我国信息技术得到了不断的应用和发展。在我国城市建设中，数字化城市的建设已经成为当今时代发展的必然需求，数字城市的建设是确保我国经济可持续发展的重要表现。在城市数字建设中，三维建模的方法可以更加真实和生动的表述城市三维空间的相关资料和信息，是数字城市建设工作中的重要工作内容之一。本文对数字城市建设中三维建模方法的相关优缺点进行分析，仅供相关工作和人员的参考。
关键词:数字城市;建设;三维建模;方法研究
引言:数字城市的主要内容包括计算机技术的，多媒体技术和大规模储存技术的应用[1-2]，通过宽带网络为工作途径,将GPS ,GIS，遥感，等信息技术手段对城市的基本信息和多维空间进行表述和表达，数字城市的建设，具有一定的时代性和科技性，是当今世界发展的必然趋势[3-4]。城市数字化建设促使城市人地关系的科学化和规范化进程，已经成为城市发展中各行业重要的信息提取平台，在各部门信息管理和应用中[5-6]，发挥了重要的决策作用，同时可以对政府的应急措施管理以及宏观决策的制定，改善人民生活水平方面发挥着不可替代的作用[7-8]。
1数字城市三维建模介绍
所谓城市三维建模是数字化城市建设中的一个重要的工作内容，他受到诸多因素的影响，包括成本控制，应用需求和建模面积等因素，同时，建模的复杂程度和技术水平反映着数字城市建设的整体性能和覆盖面积，通常在城市三维建模建设的过程中，需要通过时间长度和精度的要求，来对建模的制作方法进行个性化的选择，选择适合的方法最为关键，不仅要对三维建模的质量成果进行把控，同时还关系到整个数字化城市建设的进程，目前我国数字三维建模方法主要分为几个方面，主要通过航空摄影测量手段进行建模，利用大比例尺地图进行建模，通过激光扫射的方式对三维建模进行组建等等。结合数字化城市建设的类型和实际情况，对不同的建模方法质量效率和优缺点方面进行简要的分析。
2数字城市三维建模方法研究
2.1基于航空摄影测量建模建立
航空测量进行的三维建模主要工作原理是，通过航空器搭载高精度的摄影，对城市三维高分辨率的影像进行高度的获取，并通过相关人员在地面对摄像进行控制并加密，将立体采集的数据进行矢量转化，利用先进的计算机信息技术生成三维模型数据，并对模型的顶部纹理和和数据情况进行提取，相关专业人员对所摄取的建筑物照片进行编辑，最后自动形成的模型进行贴图工作，经过一系列的接边处理最终形成城市三围数字模型。航空摄影测量进行城市三维建模工作，具有一定的优势，他所覆盖的测量范围和面积十分广大，同时具有较高的自动化程度，并可以利用较短的时间获取更精确和形象的数字模型，对一些面积巨大的区域建模工作具有巨大的适用性。通过航空测量所获取的摄像资料不但对城市三维建模有重要的作用，同时还可以生成数字模型，利用航空摄影进行城市三维建模工作也有它的缺点，由于航空摄影容易造成建筑模型模糊，具有较差的真实性，所以在建筑物密集的地区，容易发生建筑物之间图像覆盖和数据丢失的情况，同时具有较高的运行成本，所以这种方法不适用于小区域的城市建模工作。
2.2大比例尺城市三维建模技术
采用比例尺地形数据和高层数据进行结合，利用CAD制图软件对建筑物的三维矢量数据进行处理，同时获得建筑物顶端的纹理图片和数据，利用PS软件对照片进行精细化处理，最终生成单个三维模型，这种方法具有一定的优势，它具有较高的还原度，比较适合局部精细化建模的工作，但是它也同样有一些弊端，由于建模周期长，员工工作的内容量大，工作效率也比较低，无法满足数字化城市建设的进程，不适用于大规模的城市三维建模工作。
2.3激光扫描城市三维建模技术
我国城市基础设施建筑多种多样，城市所在的地质地形十分复杂，给我国城市三维建模的工作带来一定的困难。传统的三维建模工作方式很难满足现代城市三维建模工作的需要。比如对一些大型的工程管线建模，工程环境监测建模以及历史文物等复杂建筑物，对城市三维建模工作产生了一定的阻碍，利用激光扫描的方式，可以对不同的地形地貌进行扫描，主要分为车载式扫描和定点扫描，不同的扫描方式，对同一地点的扫描结果是相同的，激光扫描方式，对城市三维建模具有重要的作用，它可以解决和满足不同的城市建模要求。
2.4倾斜摄影实现快速城市三维建模
数字城市建设的过程中，有些工作的时间要求紧迫，这就对建模三维数据获取的速度要求相对较高，通过倾斜摄影的技术，可以快速的建立城市三维模型，并在近些年的工作与实践当中，得到广泛的应用和推广，它的工作原理是在同一飞行平台上搭载多个传感器，从不同的角度来获取地理位置信息，并将获取的信息进行纹理提取，最终获得精细的模型制作，倾斜三维摄影的工作效率高，覆盖面最广，可以满足不同精细化的城市建模需求。倾斜摄影三维建模体系中，需要对目标区域的坡度和角度以及长度进行精细化测量，对建筑物的表面形状和物理数据进行对比分析，通过对倾斜摄影的应用，可以快速解决城市三维建模的时间长的问题。
结论：通过以上对数字城市建设中三维模型建设的方法研究和分析，我们知道，随着城市化的进程脚步不断加快，采用多种建模方式进行数字城市三维建模，可以满足不同城市建设的需求，利用上述的高科技三维建模方式，结合建模方法自身的优缺点，根据城市的实际情况，选择适当的三维建模方式，对推进我国数字化城市建设具有重要的意义。这就要求在实际的数字城市建设中，需要综合考虑和全面分析，选择科学合理的建模方法，对数字城市的建设具有重要的意义。
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