幾種城市三維建模方式的比較

 城市三維建模作為數(shù)字城市構(gòu)建的一項(xiàng)基本內(nèi)容，已廣泛應(yīng)用于城市變化監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、應(yīng)急決策等等領(lǐng)域，建立高精度的數(shù)字城市模型是現(xiàn)階段的重要任務(wù)。

三維建模的技術(shù)從傳統(tǒng)的三維建模發(fā)展到基于攝影測(cè)量技術(shù)的三維建模、基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的三維建模。采用何種建模技術(shù)直接影響到三維城市的建模精度和城市空間布局展現(xiàn)真實(shí)度，故需要對(duì)建模技術(shù)不斷研究。

建模方式的比較

一、傳統(tǒng)建模方式

傳統(tǒng)建模方式依靠城市的二維矢量圖，在建模精度要求不高的情況下，依據(jù)高度輔助數(shù)據(jù)建立建筑物白模型，通過(guò)人工拍攝的方式獲得各種地物的

特征紋理，并對(duì)其進(jìn)行美化處理，再在建模軟件中將處理過(guò)的紋理映射到相應(yīng)的白模型上，來(lái)實(shí)現(xiàn)三維建模。

傳統(tǒng)建模方式的不足之處在于：

缺少建筑物的頂部信息；

建模時(shí)推算的高度精度不能達(dá)到要求；

某些新建或變遷地區(qū)的二維矢量圖的缺失會(huì)影響該地區(qū)的建模。

 二、基于攝影測(cè)量技術(shù)的建模方式

基于攝影測(cè)量技術(shù)的建模方式是通過(guò)航拍獲取同一地物不同視角的多張具有重疊度的影像，然后重建地物立體幾何模型；利用一個(gè)立體像片對(duì)，恢復(fù)內(nèi)、外方位元素，最終完成影像的內(nèi)定向和絕對(duì)定向，實(shí)現(xiàn)DLG制作；最后結(jié)合立體像對(duì)和DLG制作三維模型。 

這種建模方式的缺點(diǎn)是，由于某些建筑物比較復(fù)雜和建筑物之間的陰影、遮擋等原因，進(jìn)行影像匹配的時(shí)候會(huì)存在誤差；重建工作量較大，“自動(dòng)化”程度比較低。

三、基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的建模方式

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是利用飛行平臺(tái)搭載多個(gè)傳感器，分別從垂直、傾斜等角度獲取地面同一地物的不同影像。

基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的建模方式，是通過(guò)專(zhuān)用的軟件對(duì)獲得傾斜影像進(jìn)行處理，從而對(duì)地面場(chǎng)景進(jìn)行重建。

缺點(diǎn)在于：

不能將某些建筑物模型從城市三維模型中單獨(dú)分離出來(lái)，不能滿(mǎn)足對(duì)單個(gè)建筑物分析管理的需要；

對(duì)于機(jī)載激光LIDAR技術(shù)獲得高精度三維點(diǎn)位坐標(biāo)來(lái)說(shuō)，精度相對(duì)較差；不能為城市提供數(shù)字高程模型。 

通過(guò)以上比較可以發(fā)現(xiàn)，目前的幾種建模方式都不具備快速建立高精度、實(shí)景城市模型的特點(diǎn)。故需要探索一種新興的建模方式滿(mǎn)足城市建模的需求。

四、基于機(jī)載激光LIDAR和傾斜攝影技術(shù)的建模方式

機(jī)載激光LIDAR和傾斜攝影這兩種測(cè)量技術(shù)相結(jié)合的建模方式，一種新興建模方式，該建模方式能利用機(jī)載激光LIDAR快速大面積地獲得城市地物的高精度的三維點(diǎn)位坐標(biāo)，通過(guò)高精度的三維點(diǎn)位坐標(biāo)———點(diǎn)云來(lái)建立城市三維模型的白模型；

同時(shí)，利用傾斜攝影測(cè)量來(lái)獲得同一地物的不同影像，可以獲得城市地物的豐富紋理，然后通過(guò)映射技術(shù)將紋理映射到城市三維模型上。該方式結(jié)合激光雷達(dá)技術(shù)和傾斜攝影技術(shù)的一站式三維實(shí)景城市解決方案，能直觀真實(shí)地體現(xiàn)城市現(xiàn)狀。 

相比較以上幾種建模方式，基于機(jī)載激光LIDAR和傾斜攝影技術(shù)的建模方式有如下特點(diǎn)：

1、快速獲取大范圍地物空間信息及多角度影像信息；

2、真實(shí)反映城市三維地形狀況，城市紋理真實(shí)，實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)景三維城市建模；

3、模型定位精度高，滿(mǎn)足1:1000測(cè)圖要求，模型要素全面、細(xì)節(jié)豐富；

4、建筑模型具備可量測(cè)精度———高程精度優(yōu)于３０ｃｍ；

5、技術(shù)效率高、周期短；

6、基于三維實(shí)景城市進(jìn)行量測(cè)、分析應(yīng)用；

7、提供城市三維模型，DOM，DEM，，點(diǎn)云數(shù)據(jù)和可量測(cè)的影像庫(kù)。

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