摘要：通過對城市三維建模技術的研究，總結出一套基于實測數據和設計數據相結合的城市三維精確建模技術的實施方法，從而實現對城市建筑地形的精確三維模擬。以廣州市某地區實測平面數據為基礎，實現了對地形和地表建筑的精確三維建模。

　　關鍵詞：三維城市,精確建模,建筑,地形

　　1引言

　　隨著三維建模技術的迅速發展，三維技術已經在社會生產生活的方方面面得到越來越廣泛的應用[1,2]。這其中包括了其在地質，GIS等領域的廣泛應用發展[3~5]。城市三維技術就是在這樣的大背景下應運而生。在過去的幾年里，很多同行業的專家學者對城市三維技術進行了多方面的嘗試和研究，城市三維測繪領域的競爭也趨于激烈。目前市場上的城市三維技術，主要是追求整體視覺效果上的美觀和逼真，對于精度上的要求不多。現代城市測繪技術的發展迅速，傳統二維城市測繪已經無法滿足發展的需要，嚴謹的測繪技術對三維模型的精度提出了更高要求，不僅需要外觀上的逼真美觀，更需要建筑和地形精度上達到精準無誤。基于這樣的原則指向，我們對三維城市建模的方法做了相關的實踐研究。

　　2精確城市三維模型

　　精確城市三維模型是指在形狀、紋理、比例大小都嚴格與實際保持嚴格一致的三維模型。在大多情況下，三維模型主要被用于效果演示、建筑方案確定等方面，在城市規劃、城市管理等方面起著重要的輔助作用。然而在有些時候，例如在三維建設工程測量方面，往往對坐標和定位精度有著較高要求，這時模型的精度就成為人們關心的主要指標。

　　對于普通三維城市建模來說，已經有了相當成熟的技術路線，可大致分為數據采集、數據處理和數據管理三大模塊兒，精確三維城市建模沿用了這一技術流程的基本框架，所不同點在于在數據處理模塊的三維模型構建，精確三維模型的構建過程中始終嚴格以CAD圖紙和外業采集地形圖數據為依據。

　　城市三維模型按照要素分類可以分為建筑模型和地形模型，按照時態可分為現狀模型和準現狀模型，現狀模型是指建筑物或地形在當前時態下的模型表現，準現狀模型則是指建筑物或地形在未來時態下的模型表現。

　　3實例分析

　　3.1城市三維地形模型

　　基于上述技術路線，我們選擇了兩個實際區域進行了精確三維建模。其中區域A是一個施工過程中的基坑，基坑屬于建筑施工過程中的一種特殊地形要素，其精度主要體現在基坑的范圍與高程信息要與實際情況一致。我們根據實測地形數據(如圖1)，利用3Ds-Max建模工具進行三維建模，建模步驟如下：

　　1) 將實測地形數據導入3Ds-Max軟件，根據地形數據描繪出基坑的輪廓，包括坡頂線和坡底線。

　　2) 對描繪出的二維圖形，按照地表材質類型進行分割，本實例中主要包括了：砼、草地、土地、道路等若干地表材質。

　　3) 根據實測高程數據構建三維地形模型，高程信息嚴格參考實測高程點，之后根據實測高程點進行重采樣，以得到三維DEM。由于建模過程中嚴格依據實測數據，故其高程精度得到保證。

　　4) 根據現場采集的紋理數據，對模型進行紋理貼圖處理。

　　5) 對所建地形模型進行整體修正加工和烘焙，使其外觀更加真實自然。

　　3.2城市三維建筑模型

　　區域B是對某學校的實例建模，該區域中包括了教學樓和辦公樓等教學建筑，具體建模步驟如下：

　　1) 將區域B實測二維地形數據和規劃設計數據導入3Ds-Max軟件，根據導入的二維數據描繪建筑輪廓，描繪過程中保證每一個建筑特征點嚴格捕捉，從而保證模型與實測數據和設計數據嚴格一致。

　　2) 根據實測數據和設計數據構建三維模型，在模型構建過程中，可根據要求對建筑細節進行取舍，但基本參數如樓高、間距等必須嚴格與實測或設計數據保持一致。

　　3) 根據二維地形圖，構建三維地形模型，模型與建筑相對位置吻合無偏差。

　　4) 對建筑模型進行檢查，消除不合理的點線面，模型線條輪廓清晰，無閃面、斷面出現。

　　5) 根據現場采集紋理數據進行模型貼圖與烘焙，保證模型外觀的真實美觀。

　　4分析與小結

　　本文嘗試基于實測數據與設計數據建立高精度的三維城市模型，實踐了一種基于3Ds-Max平臺的實時精確建模技術路線，實例中所采用數據均真實可靠，通過對所建模型在3Ds-Max中進行距離和高程量算，與實測和設計數據高度吻合，證明模型精度可靠。三維城市精確建模在城市建設工程測量、地籍測量等領域有著不可估量的應用前景，是數字城市現代化發展的必然趨勢，本文的工作，對這些領域的發展有著重要的前瞻意義和現實意義。

　　參考文獻：

　　[1] 陳煥然，三維報建在城市規劃管理中的應用研究。武漢大學工程碩士學位論文，2011,07

　　[2] 張榮，廣州市城市三維景觀地圖網站的建設與開發。城市勘測，2011,Vol.4

　　[3] 鄧慧，關于數字城市的三維建模思路研究。科技資訊， 2011 No.19.

　　[4] 屈紅剛等，城市三維地質信息管理與服務系統設計與開發。北京大學學報， 2007, Vol.2,No.3

　　[5] 卞玉霞等，三維城市建模過程中的質量控制。測繪通報，2011,Vol.7