三维城市建设的

更新时间:2024-02-07 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:7014 浏览:29833

摘 要随着数字城市的建设,三维城市的建设成为不可缺少的部分,三维数字城市在信息表达、信息传递方面远远优于二维数据.本文以某市区三维城市建设为例主要介绍了以Uniscope为平台的三维城市的建设方法及流程.

关 键 词三维城市;Uniscope;3DS Max

中图分类号TU99 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)111-0099-02

三维GIS除了具有传统GIS的理念外还融合了互联网技术、计算机技术、3S技术、虚拟-仿真技术等等,这些新的技术手段使得地理空间信息得到了更好的表达,与传统二维数据相比,三维数字城市对空间的描述更为直观、要素结构更为完善、纹理信息丰富.三维数字城市通过对真实地形地貌、市政交通、城市建筑的数字化三维模拟,给人们一个真实的三维环境.三维数字城市的应用对于提高城市空间信息利用,提高城市整体信息化管理发挥着重要作用.

1.背景

自戈尔提出“数字地球”的概念以来,数字城市的研究和建设迅速发展起来.三维城市建设是数字城市建设的重要组成部分.本文涉及项目的主要任务是对某市区近100平方公里的区域进行精细三维信息的采集及建模,建立具有准确平面位置和高度信息的三维模型,为数字城市建设提供基础三维数据.

2.主要的技术路线及方案选择

经综合考虑选择数字摄影测量的方式来进行三维城市的建设.数字摄影测量的方式主要是采用航空遥感技术、数字摄影测量技术和计算机模拟现实技术,利用高分辨率卫星影像以及航空像片,通过对影像的数字化处理,加上野外拍摄照片,将地面建筑物在计算机内重构,给予统一的空间参考系,形成三维基础地理要素,同时在三维模型的基础上叠加空间矢量数据、地物兴趣点数据形成可视化三维数字城市管理系统的基础数据.

具体工作内容主要包括:外业纹理拍摄、特征线采集、三维模型提取、特殊模型建立、纹理贴图、地形模型建立、影像叠加、矢量数据叠加、兴趣点数据叠加等.最后形成的成果能够实现三维展示、三维漫游、漫游视频输出,以及距离量算、面积量算、体积量算、通视分析、日照分析等基本的量测和分析功能.

3.各类模型的融合

各类模型的融合主要指的是将各类模型成果利用Uniscope中提供的工具进行编译发布.

3.1 地形的编译发布

地形的编译发布主要是使用Uniscope自带的编译和发布工具.该工具支持USGS DEM和ESRI ASCII Gride格式的DEM.实际工作中使用的是ESRI ASCII Gride格式的DEM.编译过程需要核实输入的坐标系和投影参数等.地形数据编译成地形金字塔,编译级别与数据分辨率相关.

3.2 影像的编译发布

影像的编译发布主要是使用Uniscope自带的编译和发布工具.编译过程需要核实输入的坐标系和投影参数等.影像数据编译成影像金字塔,并需要设置影像块的大小,一般设置为256*256或512*512.

3.3道路的影像数据

由于道路模型最终也需要和地形融合,而道路由于起伏、转折等原因做成3dax模型后很难和地形无缝融合,当3dax形式的道路模型与地形融合时如果贴合紧密则会出现闪烁或者交叉现象,如果贴合不紧密则使得结果失真严重.所以在道路的处理方面采取的方法是将影像数据作为底图在Photoshop中采集道路的信息,包括道路纹理、分道线、人行道、行车标志等信息,而道路上的其他信息则舍弃如:绿化带、桥梁等,这部分信息将作为特殊模型单独建模.最终产生与影像分辨率相同的包含道路信息的图像.

3.4 矢量数据的编译发布

矢量数据主要是道路数据和兴趣点数据.系统提供了编译发布矢量数据的工具,目前只支持SHP格式.矢量数据也需要编译成金字塔,矢量数据的编译发布需要注意显示级别的设置、标注字段的选择、接地情况的选择.矢量数据的接地处理中一般需选择当前地形的最高级别.系统同时提供了POI搜索工具的编译发布,和兴趣点数据的编译发布是相同的.

3.5模型的编译发布

模型的编译发布分为两种情况:获取高程或者不获取高程.这两种情况指的是当模型的底部高程准确的情况下,可以直接进行编译发布;而当模型的底部高程不准确的情况下,可以利用系统中已有的地形数据进行贴地处理,进行贴地处理时需选择当前地形数据的最高级别.实际工作中根据这种功能在特征线采集的时候就人为的将数据分为需要贴地和不需要贴地两类.对于不需要贴地的数据需要采集数据底部准确的高程信息,而对于需要贴地的数据则只采集平面位置信息.这样在实际工作中可以减少很多的工作量以及检查工作.


模型的编译发布中有特殊模型的编译发布,特殊模型的编译发布与其他模型的编译发布是一样的,但是有两类情况需要注意,一种情况是当高架桥下行与路面贴合的情况,一种是凹陷下地面的建筑或者沟渠一样的地形.对于高架桥下行与路面贴合的情况除了依赖于数据的准确之外,需要将地形数据导入到3dax中与桥梁模型进行套合调整,经测试3dax对USGS格式的DEM支持的比较好.对于第二中情况,也需要将地形数据导入到3dax中与对应得模型进行套合调整,并且由于地形数据的特点以及Uniscope系统对地形数据的表示方式,地形不会有直上直下的情况,会产生一定的斜坡,这样为了使模型和地形无缝的融合就需要调整模型而使模型有所损失.经过大量的测试和检查修改,涉及这两种情况的处理比较成功,但是费时费力.

3.6树和其他植物的编译发布

树和其他植物的模型一般采用十字面片的形式和广告术.在一些重点感兴趣区域种植十字面片树甚至更为复杂的树木或者花草,而对于行树或者大面积的树林则使用广告术,广告术指的是单面片的模型在场景中会随着摄像机的镜头而转动,这样单面片模型纹理最丰富的一面就会始终面向用户.本文实现的三维城市中,树的点位或者植被的范围线是在采集模型特征线的同时采集的.

4.总结

在实际的三维城市建设中,需要根据项目的规模、数据资源、经济力量以及技术力量来选择建模方式以及技术路线,本文的三维城市的实现采用数字摄影测量、3dax建模、Uniscope整合的技术路线成功的制作了某市区近100平方公里的三维城市的模型数据,达到了预期的目标,并且取得了很好的效果.

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